JP2007522681A - Substrate support system for reducing autodoping and backside deposition - Google Patents

Substrate support system for reducing autodoping and backside deposition Download PDF

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Abstract

基板支持システム(140、200、300)は、比較的薄く円形の基板ホルダ(100)を備え、当該基板ホルダは、その上面と底面との間を延びる複数の通路(116、118、120、240、340)を有する。基板ホルダ(100)は、単一の基板支持用棚状部または複数の基板支持用スペーサー羽根(124)を含み、当該羽根(124)は、基板裏面(154)の周縁部を支持するように形成されて、その結果、基板(16)と基板ホルダ(100)との間に狭い隙間(152)が形成される。羽根(124)には、基板ホルダ(100)が回転すると反応ガスが裏面に堆積しないように角度をつけ得る。中空の支持部材(22、204、304)は、基板ホルダ(100)の裏面(106)を支持し得る。中空支持部材(22、204、304)は、ガス(例えば、不活性ガスまたは洗浄ガス)を、基板ホルダ(100)の複数の通路の1つまたはそれ以上の通路(116、240)内に上方へ輸送するように形成される。上方へ輸送されたガスは、基板(16)と基板ホルダ(100)との間の隙間(152)内に流れる。本発明の実施形態によって、隙間(152)内のガスは、次に、基板の縁(17)の周りを外側また上方へ、またはもし存在する場合、中空支持部材(22、204、304)内に通じていない基板ホルダ(100)の通路(118、120、340)を通って下方へ流れる。基板縁(17)の周りを外側および上方へ流れるガスが、基板(16)上方の反応ガスの裏面への堆積を妨げる。支持部材(22、204、304)に通じておらず、通路(118、120、340)を通って下方へ流れるガスが、外方拡散するドーパント原子を基板の表面(155)から押し流すことにより、オートドーピングを妨げることが好ましい。一実施形態では、支持部材は、中空の多数のアーム付きの支持スパイダー(22)を含み、当該支持スパイダー(22)は、複数の通路(116)から選択された通路内にガスを輸送する。他の実施形態では、支持部材は、ボウル状またはカップ状の構造体(204)を含み、当該構造体(204)は、ガスを上方に全通路(240)内に輸送する。さらに他の実施形態では、支持部材は、ボウル状またはカップ状の構造体(304)を含み、当該構造体(304)は、複数の通路(240)の全てに、しかしながら1つまたはそれ以上の通路内に上方へガスを輸送する。  The substrate support system (140, 200, 300) comprises a relatively thin and circular substrate holder (100), which has a plurality of passages (116, 118, 120, 240) extending between its top and bottom surfaces. 340). The substrate holder (100) includes a single substrate support shelf or a plurality of substrate support spacer blades (124), and the blades (124) support the peripheral portion of the substrate back surface (154). As a result, a narrow gap (152) is formed between the substrate (16) and the substrate holder (100). The vanes (124) can be angled so that the reaction gas does not accumulate on the backside as the substrate holder (100) rotates. The hollow support members (22, 204, 304) can support the back surface (106) of the substrate holder (100). The hollow support member (22, 204, 304) allows a gas (eg, an inert gas or a cleaning gas) to pass up into one or more of the plurality of passages (116, 240) of the substrate holder (100). Formed to transport to. The gas transported upward flows into the gap (152) between the substrate (16) and the substrate holder (100). According to an embodiment of the present invention, the gas in the gap (152) is then either outward or upward around the edge (17) of the substrate or, if present, in the hollow support member (22, 204, 304). It flows downward through the passages (118, 120, 340) of the substrate holder (100) that do not lead to. The gas flowing outward and upward around the substrate edge (17) prevents the reaction gas above the substrate (16) from depositing on the back surface. Gases that do not communicate with the support member (22, 204, 304) and flow downward through the passages (118, 120, 340) push out-diffusing dopant atoms away from the surface (155) of the substrate, It is preferable to prevent autodoping. In one embodiment, the support member includes a support spider (22) with a multiplicity of hollow arms that transport gas into a passage selected from the plurality of passages (116). In other embodiments, the support member includes a bowl-shaped or cup-shaped structure (204) that transports gas upward into the entire passageway (240). In still other embodiments, the support member includes a bowl-shaped or cup-shaped structure (304) that is in all of the plurality of passages (240), however, one or more. Transport gas upward into the passage.

Description

優先権主張
本願は、2004年2月13日付出願のGoodman他への仮特許出願60/545,181号および2004年7月26日付出願のStoutyesdijk他への仮特許出願第60/591,258号に対して第米国特許法第119条(e)による優先権を主張する。
参照による組み込み
本願は、これにより、米国特許第6,093,252号、2003年10月29日付出願のKeeton他への非仮特許出願第10/697,401号、2004年2月13日付出願のGoodman他への仮特許出願第60/545,181号、および2004年7月26日付出願のStoutyesdijk他への仮特許出願第60/591,258号明細書の全開示をそれらに言及することにより組み込む。
Priority Claims This application is a provisional patent application 60 / 545,181 to Goodman et al. Filed on February 13, 2004 and a provisional patent application 60 / 591,258 to Stoutyesdijk et al. Filed July 26, 2004. Claiming priority under 35 USC 119 (e).
INCORPORATION BY REFERENCE This application is hereby incorporated by reference into US Pat. No. 6,093,252, non-provisional patent application No. 10 / 697,401 to Keeton et al. The provisional patent application 60 / 545,181 to Goodman et al. And the provisional patent application 60 / 591,258 to Stoutyesdijk et al. Incorporate

本発明は、概ね半導体処理設備に関し、また特に材料の堆積処理中に基板を支持するシステムおよび方法に関する。   The present invention relates generally to semiconductor processing equipment, and more particularly to systems and methods for supporting a substrate during a material deposition process.

種々の理由から、基板を処理するために高温の炉、またはリアクタを使用する。エレクトロニクス産業では、半導体ウエハなどの基板を処理して集積回路を作製する。基板、一般には円形のシリコンウエハを基板ホルダに配置する。基板ホルダが放射熱を引きつけるのを促進する場合、基板ホルダをサセプタと呼ぶ。基板および基板ホルダは、反応チャンバ内に封入されており、一般に石英からなり、石英チャンバの周りに配置した複数の放射加熱ランプにより高温に加熱される。例示的な高温プロセスでは、反応ガスが、被加熱基板の上方を通過して、反応物質材料から薄層が基板面に化学気相成長(CVD)する。ここで使用するように、「加工ガス」、「処理ガス」、および「反応ガス」という用語は、一般に、(シリコン含有ガスなどの)基板に堆積させる物質を含有するガスのことを指す。ここで使用するように、これらの用語には、洗浄ガスを含めない。その後のプロセスによって、基板に堆積する反応物質材料の層が、集積回路内に作製される。基板上方の処理ガスの流れは、基板の上または表面における堆積の均一性を促進するように制御されることが多い。堆積の均一性は、堆積中に垂直の中心軸周りに基板ホルダおよびウエハを回転させることによりさらに促進し得る。ここで使用するように、基板の「表面」は基板の上面を指し、基板の「裏面」は基板の底面を指す。   For various reasons, high temperature furnaces or reactors are used to process substrates. In the electronics industry, integrated circuits are fabricated by processing substrates such as semiconductor wafers. A substrate, generally a circular silicon wafer, is placed on the substrate holder. If the substrate holder facilitates attracting radiant heat, the substrate holder is called a susceptor. The substrate and the substrate holder are enclosed in a reaction chamber, are generally made of quartz, and are heated to a high temperature by a plurality of radiant heating lamps arranged around the quartz chamber. In an exemplary high temperature process, a reactive gas passes over the substrate to be heated, and a thin layer from the reactant material undergoes chemical vapor deposition (CVD) on the substrate surface. As used herein, the terms “processing gas”, “processing gas”, and “reactive gas” generally refer to a gas containing a material to be deposited on a substrate (such as a silicon-containing gas). As used herein, these terms do not include cleaning gases. Subsequent processes produce a layer of reactant material that is deposited on the substrate in the integrated circuit. The flow of process gas over the substrate is often controlled to promote deposition uniformity on or on the substrate. Deposition uniformity can be further facilitated by rotating the substrate holder and wafer about a vertical central axis during deposition. As used herein, the “front surface” of the substrate refers to the top surface of the substrate, and the “back surface” of the substrate refers to the bottom surface of the substrate.

上述のように、一般的な被処理基板には、シリコン薄層が含まれる。集積回路の製造において、基板面に(例えば、CVDによって)追加のシリコンを堆積させることが望ましい場合がある。新しいシリコンを直接基板のシリコン面に堆積させる場合、新たに堆積するシリコンは、基板の結晶構造を維持する。これは、エピタキシャル堆積として知られる。しかしながら、もとの被処理基板の面は、一般に、研磨され、当然ながら自然酸化層(例えば、SiO)で覆われる。新しいシリコンを自然酸化層に堆積させることは、ポリシリコン堆積として知られる。エピタキシャル堆積を行うためには、通常、新しいシリコンが堆積することになる各面(すなわち、基板の上面および/または底面)から自然酸化層を除去する必要がある。自然酸化層は、一般に、新しいシリコンを堆積させる前に、水素ガス(H)などの洗浄ガスにさらすことにより除去する。ここで使用するように、「洗浄ガス」という用語は、反応ガスとは異なり、反応ガスを含まない。 As described above, a general substrate to be processed includes a thin silicon layer. In the manufacture of integrated circuits, it may be desirable to deposit additional silicon (eg, by CVD) on the substrate surface. When new silicon is deposited directly on the silicon surface of the substrate, the newly deposited silicon maintains the crystal structure of the substrate. This is known as epitaxial deposition. However, the surface of the original substrate to be processed is generally polished and naturally covered with a natural oxide layer (for example, SiO 2 ). Depositing new silicon on the native oxide layer is known as polysilicon deposition. In order to perform epitaxial deposition, it is usually necessary to remove the native oxide layer from each side (ie, the top and / or bottom surface of the substrate) where new silicon will be deposited. The native oxide layer is typically removed by exposure to a cleaning gas such as hydrogen gas (H 2 ) before depositing new silicon. As used herein, the term “cleaning gas”, unlike reactive gas, does not include reactive gas.

処理中に基板を支持するための非常に様々な異なるタイプの基板ホルダがある。一般的な基板ホルダは、被支持基板の下に概ね水平な上面がある本体を含む。スペーサー手段は、被支持基板と水平な上面との間に狭い隙間を維持するために設けられることが多い。この隙間によって、処理ガスにより基板が基板ホルダに貼り付くことが妨げられる。基板ホルダは、被支持基板の近くを囲む環状肩部を含むことが多い。1つのタイプのスペーサー手段は、環状リップ、複数の小型スペーサーリップ、スペーサーピンまたは結節部などの、基板ホルダ本体に対して固定されたスペーサー要素を含む。別のタイプのスペーサー要素は、垂直に可動な複数のリフトピンを含み、当該リフトピンは、基板ホルダ本体を貫通し、基板ホルダの上面の上方に基板を支持するように調節される。よくあることだが、スペーサー要素は、「除外ゾーン(exclusion zone)」内においてのみ基板と接触するように、配置され、このゾーンは、基板の径方向の最も外側の部分であり、その部分では、堆積の均一性を維持することが困難である。除外ゾーンは、業務用の集積回路の開発では通常使用されない。被処理基板は、例えば、その縁から5mmの除外ゾーンを有するものとみなしてよい。   There are a wide variety of different types of substrate holders for supporting a substrate during processing. A typical substrate holder includes a body having a generally horizontal top surface under a supported substrate. The spacer means is often provided in order to maintain a narrow gap between the supported substrate and the horizontal upper surface. This gap prevents the processing gas from sticking to the substrate holder. The substrate holder often includes an annular shoulder that surrounds the supported substrate. One type of spacer means includes a spacer element secured to the substrate holder body, such as an annular lip, a plurality of small spacer lips, spacer pins or knots. Another type of spacer element includes a plurality of vertically movable lift pins that are adjusted to pass through the substrate holder body and support the substrate above the top surface of the substrate holder. As is often the case, the spacer elements are arranged to contact the substrate only within the “exclusion zone”, which is the radially outermost portion of the substrate, where: It is difficult to maintain deposition uniformity. Exclusion zones are not typically used in the development of commercial integrated circuits. For example, the substrate to be processed may be regarded as having an exclusion zone of 5 mm from the edge.

CVDに関連する一つの問題は、「裏面堆積」という現象である。多くの基板ホルダは、基板の周囲が密閉されていないので、その結果、処理ガスが、基板の周囲の縁の周りから、基板と基板ホルダとの間の隙間内へ流れ落ちる場合がある。これらのガスは、基板の縁またはその近くに小さいこぶ、および環状のリングとして基板の裏面の側に堆積しやすい。これによって、基板の厚さが不均一になってしまい、この基板の厚さは、ナノトポロジーツールにより一般に検出される。このように基板厚さが不均一になることによって、フォトリソグラフィなどの次の加工ステップに悪影響が及ぼされ、多くの場合、次の加工ステップが不可能になる。   One problem associated with CVD is the phenomenon of “backside deposition”. Many substrate holders are not sealed around the substrate, so that process gas may flow from around the peripheral edge of the substrate into the gap between the substrate and the substrate holder. These gases tend to deposit on the back side of the substrate as small bumps at or near the edge of the substrate and as an annular ring. This makes the substrate thickness non-uniform, which is generally detected by a nanotopology tool. Such non-uniform substrate thickness adversely affects the next processing step such as photolithography, and in many cases makes the next processing step impossible.

エピタキシャル堆積の前に、基板の表面は、一般に洗浄ガスにさらされて自然酸化層が除去される。しかしながら、密閉されていない基板の周囲は、洗浄ガスが基板の裏面に接して、その結果、裏面の酸化物が除去される。基板の裏面に接する洗浄ガスの量は、通常、酸化層全体を除去するのに十分ではない。しかしながら、洗浄ガスは、基板の裏面の酸化層にピンホール型の開口をあけ、シリコンの面を露出させてしまいやすい。特に、ピンホール型の開口は、環状リングまたは「ハロ(halo)」になりやすい。当然ながら、洗浄ガスに長くさらされるほど、洗浄ガスが、さらに内方へ基板の中心に向かって流出して、さらに多くのピンホール型の開口が酸化層に生じる。除去された酸化物のいくらかは、基板の裏面の酸化層に再堆積して、SiOが凝集して隆起を形成する。一旦、堆積が始まると、処理ガスは、上の基板から基板の縁の周りに同様に流出する場合がある。部分的に自然の酸化物が除去されることによって、処理ガス材料が基板の裏面に混合されて堆積し、露出されたシリコン面にエピタキシャル堆積し、酸化層にポリシリコンが堆積することになる可能性がある。凝集したSiOが未使用の処理ガスを受け取り得るので、ハロの強度は、時として高くなる。これによって、ポリシリコンの成長または隆起が減少する結果になり得る。これらのポリシリコンの隆起は、光を散乱させ、ヘイズを厚くする。よって、裏面堆積を検出し得る一方法は、エピタキシャル堆積を行い、次いで、ハロまたはヘイズが存在しないか基板の裏面を目視することである。 Prior to epitaxial deposition, the surface of the substrate is typically exposed to a cleaning gas to remove the native oxide layer. However, around the substrate that is not sealed, the cleaning gas contacts the back surface of the substrate, and as a result, the oxide on the back surface is removed. The amount of cleaning gas in contact with the backside of the substrate is usually not sufficient to remove the entire oxide layer. However, the cleaning gas tends to open a pinhole-type opening in the oxide layer on the back surface of the substrate and expose the silicon surface. In particular, pinhole-type openings tend to be annular rings or “halos”. Of course, the longer exposed to the cleaning gas, the more the cleaning gas flows inward toward the center of the substrate, and more pinhole-type openings are created in the oxide layer. Some of the removed oxide is redeposited on the oxide layer on the backside of the substrate and the SiO 2 aggregates to form ridges. Once deposition begins, process gas may flow out of the substrate above and around the edge of the substrate as well. Partial removal of native oxide can result in process gas material being mixed and deposited on the backside of the substrate, epitaxially deposited on the exposed silicon surface, and polysilicon deposited on the oxide layer. There is sex. Since the agglomerated SiO 2 can receive unused process gas, the intensity of the halo is sometimes high. This can result in reduced polysilicon growth or bumps. These polysilicon bumps scatter light and thicken the haze. Thus, one way in which backside deposition can be detected is to perform epitaxial deposition and then visually inspect the backside of the substrate for halo or haze.

裏面堆積を減少させる一方法には、パージガスの使用があり、このパージガスは、ウエハの縁の周りを上方に流れて、洗浄または処理ガスの下方への流れを減少させる。例えば、Halpin他への米国特許第6,113,702号明細書は、中空のガス輸送スパイダーにより支持される2部品型サセプタを開示する。サセプタの2つの部品は、それらの間にガス流路を形成する。堆積中に、不活性パージガスが、スパイダーの中を上方へサセプタ内に形成された流路内へ輸送され、このパージガスは、基板の裏面に処理ガスを流さないように基板の縁の周りを上方へ流れる。   One method of reducing backside deposition involves the use of a purge gas that flows upward around the edge of the wafer to reduce the downward flow of cleaning or processing gas. For example, US Pat. No. 6,113,702 to Halpin et al. Discloses a two-part susceptor supported by a hollow gas transport spider. The two parts of the susceptor form a gas flow path between them. During deposition, an inert purge gas is transported up into the flow path formed in the susceptor through the spider, and the purge gas moves up around the edge of the substrate so as not to flow process gas on the backside of the substrate. To flow.

半導体加工における別の問題は、「オートドーピング」として知られる。集積回路の形成には、(ドープトシリコンなどの)ドーパント材料の基板の表面への堆積が必要である。オートドーピングは、ドーパント原子が、基板内を下方へ拡散し、基板の裏面から出て、次に基板と基板ホルダとの間において基板の縁の周りを上へ流れて、一般に基板の縁の近傍において、基板面に再堆積する傾向のことである。このように再堆積したドーパント原子は、集積回路の特性に、特に、基板の縁の近傍により半導体ダイに、悪影響を及ぼす恐れがある。オートドーピングは、基板にドーピングを多く行うほど、起こりやすく問題となりやすい。   Another problem in semiconductor processing is known as “autodoping”. The formation of an integrated circuit requires the deposition of a dopant material (such as doped silicon) on the surface of the substrate. Autodoping involves dopant atoms diffusing downward in the substrate, exiting from the back side of the substrate, and then flowing up around the edge of the substrate between the substrate and the substrate holder, generally near the edge of the substrate The tendency to redeposit on the substrate surface. Such redeposited dopant atoms can adversely affect the characteristics of the integrated circuit, particularly the semiconductor die near the edge of the substrate. Autodoping is more likely to occur and become more problematic as more substrate is doped.

オートドーピングを減少させる一方法には、サセプタに複数の孔を具えて、サセプタの上の領域と下の領域との間にガスを流し得るようにすることがある。オートドーピングは、ガスの流れをサセプタのすぐ下で水平に導くことによって、減少する。ガスのいくらかは、サセプタの孔から上方へ、サセプタとその上に支持された基板との間の隙間領域内へ流れる。拡散するドーパント原子が、基板裏面から出てくると、ガスによりサセプタの孔を通って下方へ押し流される。このように、ドーパント原子は、ベンチュリ効果によりサセプタの下の領域内へ押し流されやすくなる。この方法を用いた通常の基板ホルダを開示する例示的参照文献が、Yang他への米国特許第6,444,027号明細書およびRies他への米国特許第6,596,095号明細書である。   One way to reduce autodoping is to provide a plurality of holes in the susceptor so that gas can flow between the upper and lower regions of the susceptor. Autodoping is reduced by directing the gas flow horizontally just below the susceptor. Some of the gas flows upward from the holes in the susceptor and into the gap area between the susceptor and the substrate supported thereon. As the diffusing dopant atoms emerge from the backside of the substrate, they are forced down by the gas through the holes in the susceptor. Thus, the dopant atoms are likely to be swept into the region under the susceptor due to the venturi effect. Exemplary references disclosing conventional substrate holders using this method are in US Pat. No. 6,444,027 to Yang et al. And US Pat. No. 6,596,095 to Ries et al. is there.

裏面堆積およびオートドーピングを妨げるための通常の基板支持方法およびシステムには、いくらか制限がある。通常のパージガスシステムは、基板ホルダの中にパージガスを流すためのガス流チャネルを含むことが一般的である。これらのチャネルは、多くの場合、比較的集中させて高速で流れるパージガスを基板の裏面に直接衝突させることになる。これによって、基板に局所的冷却または「コールドスポット」が生じ得、これは、基板に堆積した材料の均一性に悪影響を及ぼす。さらに、通常のパージガスシステムは、オートドーピングを妨げるような設計になっていないことが一般的である。   There are some limitations to conventional substrate support methods and systems to prevent backside deposition and autodoping. A typical purge gas system typically includes a gas flow channel for flowing purge gas through the substrate holder. These channels often impinge relatively concentrated and high-speed purge gas directly against the backside of the substrate. This can cause local cooling or “cold spots” on the substrate, which adversely affects the uniformity of the material deposited on the substrate. Furthermore, typical purge gas systems are generally not designed to prevent autodoping.

逆に、オートドーピングを妨げる通常のシステムは、反応ガスの裏面堆積を妨げるような設計にはなっていないことが一般的である。例えば、Yang他への米国特許第6,444,027号明細書およびRies他への米国特許第6,596,095号明細書の両方に開示されたシステムでは、基板ホルダの下に比較的広くガスを流して、外方拡散するドーパント原子を、被支持基板の裏面から基板ホルダの流路を通って押し流す必要がある。さらに、それらのシステムでは、一般に、基板ホルダの上領域と下領域との間を完全にまたはほぼ流体密に隔てる必要があり、その目的は、反応ガスが、基板ホルダの下、そして上方へ基板ホルダの流路を通って基板の裏面に流れないようにすることである。残念ながら、基板ホルダの上領域と下領域との間を完全に流体密に隔てることは、非常に困難である場合が多い。ディバイダプレートを設けるのが一般的だが、特に、基板ホルダが処理中に回転するように設計されている場合、通常はいくらか隙間を残して設ける。よって、基板の裏面に反応ガスが堆積する危険がかなりある。   Conversely, conventional systems that prevent autodoping are typically not designed to prevent backside deposition of reactant gases. For example, the systems disclosed in both US Pat. No. 6,444,027 to Yang et al. And US Pat. No. 6,596,095 to Ries et al. It is necessary to push the dopant atoms that diffuse out by flowing a gas from the back surface of the supported substrate through the flow path of the substrate holder. In addition, these systems generally require a complete or near fluid tight separation between the upper and lower regions of the substrate holder, the purpose of which is to allow the reaction gas to flow under and above the substrate holder. It is to prevent it from flowing to the back surface of the substrate through the flow path of the holder. Unfortunately, it is often very difficult to achieve a completely fluid tight separation between the upper and lower regions of the substrate holder. A divider plate is generally provided, but is usually provided with some clearance, especially if the substrate holder is designed to rotate during processing. Therefore, there is a considerable risk that the reaction gas accumulates on the back surface of the substrate.

したがって、これらの制限のいくらかまたは全てを克服し、基板支持システムのための改良された設計を提供することが、本発明の主な目的および利点である。本発明の別の目的および利点は、簡易で、用途の広い基板ホルダを提供することであって、この基板ホルダは、裏面の堆積およびオートドーピングを減少させることに役立つ。本発明の別の目的および利点は、ガス流を強制的に流すことによって裏面堆積およびオートドーピングを防止するシステムおよび方法を提供することである。本発明の別の目的および利点は、基板ホルダの下側を支持し、基板ホルダの流路内に上方へ流れるガスを輸送するための中空の支持部材を提供することである。本発明の別の目的および利点は、この中空の支持部材を、上方に輸送されるガスが基板の裏面にある程度ゆっくり間接的に移動して、それにより基板が局所的に冷却される危険性が低くなるように形成することである。本発明の他の目的および利点は、以下の説明から理解されよう。   Accordingly, it is a primary object and advantage of the present invention to overcome some or all of these limitations and provide an improved design for a substrate support system. Another object and advantage of the present invention is to provide a simple and versatile substrate holder that helps reduce backside deposition and autodoping. Another object and advantage of the present invention is to provide a system and method that prevents backside deposition and autodoping by forcing a gas stream. Another object and advantage of the present invention is to provide a hollow support member that supports the underside of the substrate holder and transports gas flowing upward into the flow path of the substrate holder. Another object and advantage of the present invention is that through this hollow support member there is a risk that the gas transported upward will move somewhat slowly and indirectly to the backside of the substrate, thereby locally cooling the substrate. It is forming so that it may become low. Other objects and advantages of the present invention will be understood from the following description.

一態様では、本発明は、基板を支持するための基板ホルダを備える基板支持システムを提供する。基板ホルダは、中央部と、中央部から上方へ延びる少なくとも1つのスペーサーと、中空支持部材とを含む。中央部は、上面、下面、および上面から下面へ延びる複数の開口した通路を有する。少なくとも1つのスペーサーは、中央部の上面から上方に高くなった上部支持面を有する。少なくとも1つのスペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を基板周縁部に行うように形成される。中空支持部材は、入口を有し、当該入口は、ガス輸送器から中空支持部材へのガスの流れを促進するような、ガス輸送器の出口との係合をするように適合される。中空支持部材はまた、1つまたはそれ以上の開口上端部を有し、この開口上端部は、基板ホルダの中央部の下面を支持するように適合される。1つまたはそれ以上の開口上端部は、基板ホルダの中央部の複数の通路の1つまたはそれ以上の通路の下端部内に上方へガスを輸送するように形成される。複数の通路の少なくとも1つの通路は、中空支持部材外の領域に開口した下端部を有する。   In one aspect, the present invention provides a substrate support system comprising a substrate holder for supporting a substrate. The substrate holder includes a central portion, at least one spacer extending upward from the central portion, and a hollow support member. The central portion has an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface. The at least one spacer has an upper support surface that is raised upward from the upper surface of the central portion. The upper support surface of the at least one spacer is formed to support the peripheral portion of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate. The hollow support member has an inlet that is adapted to engage the outlet of the gas transporter to facilitate the flow of gas from the gas transporter to the hollow support member. The hollow support member also has one or more open upper ends that are adapted to support the lower surface of the central portion of the substrate holder. One or more open upper ends are formed to transport gas upward into the lower ends of one or more of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder. At least one of the plurality of passages has a lower end portion opened to a region outside the hollow support member.

他の態様では、本発明は、基板を保持するための基板ホルダと、中空支持スパイダーとを備える基板支持システムを提供する。基板ホルダは、中央部と、そこから上方へ延びる複数のスペーサーとを含む。中央部は、上面、下面、および上面から下面へ延びる複数の通路を有する。スペーサーは、中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する。スペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成される。支持スパイダーは、中空マニホールドと、概ね径方向外側にかつそこから上方に延びる複数の中空アームとを含む。マニホールドは、入口を有し、この入口は、ガス輸送器からマニホールド内へのガスの流れを促進するような、ガス輸送器の出口との係合をするように適合される。中空アームは、マニホールドからのガスの流れを受け入れるように形成される。中空アームは、基板ホルダの中央部の下面を支持するように適合された、開口した上方端部を有する。中空アームの開口した上方端部は、基板ホルダの中央部の通路のサブセット内に上方へガスを輸送するように形成される。   In another aspect, the present invention provides a substrate support system comprising a substrate holder for holding a substrate and a hollow support spider. The substrate holder includes a central portion and a plurality of spacers extending upward therefrom. The central portion has an upper surface, a lower surface, and a plurality of passages extending from the upper surface to the lower surface. The spacer has a raised upper support surface above the upper surface of the central portion. The upper support surface of the spacer is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate. The support spider includes a hollow manifold and a plurality of hollow arms extending generally radially outward and upward therefrom. The manifold has an inlet that is adapted to engage the outlet of the gas transport to facilitate the flow of gas from the gas transport into the manifold. The hollow arm is formed to receive a gas flow from the manifold. The hollow arm has an open upper end adapted to support the lower surface of the central portion of the substrate holder. The open upper end of the hollow arm is formed to transport gas upward into a subset of the passages in the center of the substrate holder.

他の態様では、本発明は、基板を支持するための基板ホルダと、中空支持部材とを備える基板支持システムを提供する。基板ホルダは、概ね平坦な中央部と、そこから上方へ延びる複数のスペーサーとを含む。中央部は、上面、下面、および上面から下面へ延びる開口した複数の通路を有する。スペーサーは、中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する。スペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成される。中空支持部材は、下部ベース部材と、そこから上方に延びる環状の壁とを含む。ベース部材は、入口を有し、この入口は、ガス輸送器から中空支持部材内へのガスの流れを促進するような、ガス輸送器の出口との係合をするように適合される。環状の壁は、上縁を有し、この上縁は、環状の壁内のかつベース部材と基板ホルダの底面との間のガスが、環状の壁の上縁と基板ホルダの底面との間を流れることを実質的に妨げられるような支持を、基板ホルダの底面に行うように形成される。環状の壁の上縁は、中空支持部材の上部開口部を画定する。この上部開口部は、下端部内に基板ホルダの中央部の複数の通路の少なくとも10の通路内へ上方にガスを輸送するように形成される。   In another aspect, the present invention provides a substrate support system comprising a substrate holder for supporting a substrate and a hollow support member. The substrate holder includes a generally flat central portion and a plurality of spacers extending upward therefrom. The central portion has an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface. The spacer has a raised upper support surface above the upper surface of the central portion. The upper support surface of the spacer is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate. The hollow support member includes a lower base member and an annular wall extending upward therefrom. The base member has an inlet that is adapted to engage the outlet of the gas transport to facilitate the flow of gas from the gas transport into the hollow support member. The annular wall has an upper edge that allows gas in the annular wall and between the base member and the bottom surface of the substrate holder to pass between the upper edge of the annular wall and the bottom surface of the substrate holder. The support is formed on the bottom surface of the substrate holder so as to be substantially prevented from flowing through the substrate holder. The upper edge of the annular wall defines the upper opening of the hollow support member. The upper opening is formed in the lower end so as to transport gas upward into at least 10 of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder.

他の態様では、本発明は、基板を保持するための基板ホルダを提供し、この基板ホルダは中央部と、そこから上方へ延びる複数のスペーサーとを含む。中央部は、上面と、下面と、上面から下面へ延びる開口した複数の通路からなる第1のセットと、上面から下面内の複数の凹所の一つの凹所へ延びる開口した複数の通路からなる第2のセットとを有する。各凹所は、中空支持部材の管状アームの対応の複数の上端部の一つの上端部を受け入れるように適合され、この上端部は、中央部を支持し、ガスを複数の通路からなる第2のセット内に上方へ輸送するように形成されている。スペーサーは、中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する。スペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成される。   In another aspect, the present invention provides a substrate holder for holding a substrate, the substrate holder including a central portion and a plurality of spacers extending upward therefrom. The central portion includes a first set of an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to one of the plurality of recesses in the lower surface. And a second set. Each recess is adapted to receive one upper end of a corresponding plurality of upper ends of the tubular arm of the hollow support member, the upper end supporting a central portion and a second gas comprising a plurality of passages. It is configured to be transported upward into the set. The spacer has a raised upper support surface above the upper surface of the central portion. The upper support surface of the spacer is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate.

さらに他の態様では、本発明は、基板ホルダを支持するための中空支持部材を提供する。当該基板ホルダは、基板処理中に基板を支持するように形成されている。中空支持部材は、ベース部材、およびそこから上方に延びる環状の壁を含む。ベース部材は、下部入口を有し、この下部入口は、ガスが管から中空支持部材内に上方へ流れることを促進するために中空の管の上方端部と係合するように適合される。環状の壁は、上縁を有し、この上縁は、環状の壁内のかつベース部材と基板ホルダの底面との間のガスが、環状の壁の上縁と基板ホルダの底面との間を流れることを実質的に妨げられるような支持を、基板ホルダの底面に行うように形成される。上縁は、中空支持部材の上部開口部を画定する。上部開口部は、基板ホルダが特に支持するように設計された基板の大きさの少なくとも70%の領域を画定する。   In yet another aspect, the present invention provides a hollow support member for supporting a substrate holder. The substrate holder is formed to support the substrate during substrate processing. The hollow support member includes a base member and an annular wall extending upwardly therefrom. The base member has a lower inlet that is adapted to engage the upper end of the hollow tube to facilitate gas flow upward from the tube into the hollow support member. The annular wall has an upper edge that allows gas in the annular wall and between the base member and the bottom surface of the substrate holder to pass between the upper edge of the annular wall and the bottom surface of the substrate holder. The support is formed on the bottom surface of the substrate holder so as to be substantially prevented from flowing through the substrate holder. The upper edge defines the upper opening of the hollow support member. The top opening defines an area that is at least 70% of the size of the substrate designed to be specifically supported by the substrate holder.

さらに他の態様では、本発明は、基板を処理する方法を提供する。本方法では、概ね平坦な中央部と、そこから上方に延びる複数のスペーサーとを備える基板ホルダを必要とする。中央部は、上面と、下面と、上面から下面へ延びる開口した複数の通路とを有する。スペーサーは、中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する。スペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成される。本方法によれば、基板ホルダを設け、次に、その上に基板を、スペーサーの上部支持面が基板の周縁部を支持するように載せる。ガスの上方への流れは、ガスが隙間領域内に流れるように、複数の通路の1つまたはそれ以上の選択された通路の下端部内へ直接導かれる。基板ホルダの残りの1つまたはそれ以上の通路の下端部は、開口したままである。   In yet another aspect, the present invention provides a method for processing a substrate. This method requires a substrate holder having a generally flat central portion and a plurality of spacers extending upward therefrom. The central portion has an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface. The spacer has a raised upper support surface above the upper surface of the central portion. The upper support surface of the spacer is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate. According to this method, a substrate holder is provided, and then the substrate is placed thereon such that the upper support surface of the spacer supports the peripheral edge of the substrate. The upward flow of gas is directed directly into the lower end of one or more selected passages of the plurality of passages such that the gas flows into the gap region. The lower end of the remaining one or more passages of the substrate holder remains open.

さらに他の態様では、本発明は、基板処理方法を提供する。本方法では、概ね平坦な中央部と、そこから上方に延びる複数のスペーサーとを備える基板ホルダを必要とする。中央部は、上面と、下面と、上面から下面へ延びる開口した複数の通路とを有する。スペーサーは、中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する。スペーサーの上部支持面は、中央部の上面と基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成される。本方法によれば、基板ホルダを設け、次に、その上に基板を、スペーサーの上部支持面が基板の周縁部を支持するように載せる。次に、中空の支持部材を設け、この中空支持部材は、ベースと、ベースから上方へ延びる環状の壁とを有する。環状の壁は、上縁を有し、この上縁は、基板ホルダの底面と係合するように形成される。環状の壁は、基板ホルダの底面と係合され、この係合は、通路のいくつかが、下方に流出するガスを中空支持部材内に導くように配置された下端部を有するように、かつ、通路の少なくとも1つの通路が、下方に流出するガスを中空支持部材の外側の領域内に導くように配置された下端部を有するように、行われる。次に、ガスの流れを中空支持部材の入口内に直接導く。   In yet another aspect, the present invention provides a substrate processing method. This method requires a substrate holder having a generally flat central portion and a plurality of spacers extending upward therefrom. The central portion has an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface. The spacer has a raised upper support surface above the upper surface of the central portion. The upper support surface of the spacer is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate. According to this method, a substrate holder is provided, and then the substrate is placed thereon such that the upper support surface of the spacer supports the peripheral edge of the substrate. Next, a hollow support member is provided, and the hollow support member has a base and an annular wall extending upward from the base. The annular wall has an upper edge that is formed to engage the bottom surface of the substrate holder. The annular wall is engaged with the bottom surface of the substrate holder such that some of the passages have a lower end arranged to direct the downwardly flowing gas into the hollow support member, and At least one of the passages has a lower end arranged to direct the gas flowing downward into the region outside the hollow support member. The gas flow is then directed directly into the inlet of the hollow support member.

本発明、および先行技術以上の利点を要約するために、本発明のある目的および利点を上に説明してきた。当然ながら、本発明の特定のどの実施形態によって必ずしも全てのこのような目的または利点を得られる訳ではないことが理解される。よって、例えば、ここに教示または示唆さらえるように他の目的または利点を必ずしも達成せずに、ここに教示するように複数の利点のうち一つの利点または利点群を達成するまたは最適化するように、本発明を実施または実行し得ることを、当業者は理解するだろう。   In order to summarize the present invention and its advantages over the prior art, certain objects and advantages of the present invention have been described above. Of course, it is to be understood that not all such objects or advantages may be obtained by any particular embodiment of the present invention. Thus, for example, to achieve or optimize one advantage or group of advantages as taught herein, without necessarily achieving other objects or advantages as taught or suggested herein. In addition, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced or carried out.

これらの実施形態の全てが、ここに開示する本発明の範囲内であるものとする。本発明のこれらおよび他の実施形態は、添付の図を参照して以下の好ましい実施形態の詳細な説明から、当業者に容易に理解されるだろう。本発明は、ここに開示するどんな特定の好ましい実施形態にも限定されない。   All of these embodiments are intended to be within the scope of the invention disclosed herein. These and other embodiments of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. The invention is not limited to any particular preferred embodiment disclosed herein.

図面は、一定の比率に縮小して描いていない場合がある。   In some cases, the drawings are not drawn to scale.

本発明の基板ホルダを説明する前に、例示的なCVDリアクタを開示する。図1に、石英反応チャンバ12を含む例示的なCVDリアクタ10を示す。放射加熱要素14が、透明チャンバ12の外側に支持されて、チャンバの壁により測定可能なほど吸収されずに熱エネルギーをチャンバ12に供給する。好ましい実施形態を「コールドウォール型」CVDリアクタに関して説明するが、ここに説明する基板支持システムは、他のタイプのリアクタおよび半導体加工設備に使用してもよいことが理解されるだろう。特許請求の範囲に係る発明は、ここに開示した特定のリアクタ10内における使用に限定されないことを、当業者は理解するだろう。特に、他の半導体加工設備用の、ここに説明する基板支持システムのための応用が、当業者には分かる。当該応用では、基板を均一に加熱または冷却しながら支持する。さらに、一般的なシリコンウエハに関連して示しているが、ここに説明する支持部は、ガラスなどの他の種類の基板を支持するために使用してもよく、これらの基板は、CVD、物理気相成長法(PVD)、エッチング、アニール、ドーパント拡散、フォトリソグラフィなどの処理を受ける。支持部は、高温で処理プロセス中に基板を支持するための特定の設備である。さらに、本発明は、サセプタである基板ホルダと、サセプタでない基板ホルダとを含むことを、当業者は理解するだろう。本発明の基板支持システムに適切な例示的な代替反応チャンバが、米国特許第6,093,252号明細書に記載されている。   Before describing the substrate holder of the present invention, an exemplary CVD reactor is disclosed. An exemplary CVD reactor 10 including a quartz reaction chamber 12 is shown in FIG. A radiant heating element 14 is supported outside the transparent chamber 12 and supplies thermal energy to the chamber 12 without being measurablely absorbed by the chamber walls. Although the preferred embodiment is described with reference to a “cold wall” CVD reactor, it will be understood that the substrate support system described herein may be used for other types of reactors and semiconductor processing equipment. Those skilled in the art will appreciate that the claimed invention is not limited to use within the specific reactor 10 disclosed herein. In particular, those skilled in the art will appreciate the applications for the substrate support system described herein for other semiconductor processing equipment. In this application, the substrate is supported while being uniformly heated or cooled. Further, although shown in connection with a typical silicon wafer, the support described herein may be used to support other types of substrates, such as glass, these substrates are CVD, It undergoes processes such as physical vapor deposition (PVD), etching, annealing, dopant diffusion, and photolithography. A support is a specific facility for supporting a substrate during a processing process at a high temperature. Further, those skilled in the art will appreciate that the present invention includes a substrate holder that is a susceptor and a substrate holder that is not a susceptor. An exemplary alternative reaction chamber suitable for the substrate support system of the present invention is described in US Pat. No. 6,093,252.

放射加熱要素14は、一般に、長い管タイプの加熱ランプの2つのバンクを含み、これらのバンクは、半導体基板を保持する基板ホルダの上下に直角にまたは交差する方向に配置されている。基板の各上面および下面は、加熱ランプ14の2つのバンクの一方と面する。サーマルリアクタ内の制御装置は、ウエハ処理中に所望の温度を維持するように、各ランプ14に対する電力を調整する。下部支持構造体のヒートシンクの影響を補償するために使用するスポットランプもある。   The radiant heating element 14 generally includes two banks of long tube type heating lamps, which are arranged in a direction perpendicular to or crossing the substrate holder that holds the semiconductor substrate. Each top and bottom surface of the substrate faces one of the two banks of heating lamps 14. A controller in the thermal reactor adjusts the power to each lamp 14 to maintain a desired temperature during wafer processing. Some spot lamps are used to compensate for the heat sink effect of the lower support structure.

ここに示す基板は、図1に示す、概ね円形の縁17を有する半導体ウエハ16を含み、当該ウエハ16は、反応チャンバ12内の基板支持システム140上に支持される。ここに示す支持システム140は、ウエハ16を上に載せる基板ホルダ100と、ホルダ100を支持する中空支持スパイダー22とを含む。基板ホルダ100の一実施形態を、さらに詳細に図2〜図6(後述)に示す。基板支持システム140を、さらに詳細に図7および図8に示す。スパイダー22は、透明で(汚染を減少させるために)非金属の材料からなることが好ましい。スパイダー22は、ガス輸送器144(例えば、管または軸)に装着され、このガス輸送器144は、反応チャンバ12の下壁からつり下がる管26の中を下方に延びる。スパイダー22は、少なくとも3つの中空の基板ホルダ支持部またはアーム148を有し、これらの支持部またはアーム148は、径方向外側へ軸24から上方に延びる。アーム25が、軸24の垂直方向の中心軸線の周りに同じ角度で離されることが好ましく、当該軸24は、基板ホルダ100およびウエハ16の垂直方向の中心軸線に合わせて並べることが好ましい。例えば、3つのアーム148がある場合、相互に120°離すことが好ましい。アーム148は、後述するように、基板支持ホルダ100の底面を支持するように形成される。好ましい実施形態では、基板ホルダ100は、加熱要素14から放射エネルギーを吸収しこのようなエネルギーを再放射するサセプタを含む。基板ホルダ100は、堅固で一つの部品からなることが好ましい。ガス輸送器144、スパイダー22、およびホルダ100は、基板処理中に垂直方向軸線の周りを同時に回転するように形成されることが好ましい。   The substrate shown here includes a semiconductor wafer 16 having a generally circular edge 17 as shown in FIG. The support system 140 shown here includes a substrate holder 100 on which the wafer 16 is placed, and a hollow support spider 22 that supports the holder 100. One embodiment of the substrate holder 100 is shown in more detail in FIGS. The substrate support system 140 is shown in more detail in FIGS. The spider 22 is preferably made of a non-metallic material that is transparent (to reduce contamination). The spider 22 is attached to a gas transporter 144 (eg, a tube or shaft) that extends downwardly through a tube 26 that hangs from the lower wall of the reaction chamber 12. The spider 22 has at least three hollow substrate holder supports or arms 148 that extend upwardly from the shaft 24 radially outward. The arms 25 are preferably separated at the same angle around the vertical central axis of the shaft 24, and the shaft 24 is preferably aligned with the vertical central axis of the substrate holder 100 and the wafer 16. For example, when there are three arms 148, it is preferable that they are separated from each other by 120 °. As will be described later, the arm 148 is formed to support the bottom surface of the substrate support holder 100. In a preferred embodiment, the substrate holder 100 includes a susceptor that absorbs radiant energy from the heating element 14 and re-radiates such energy. The substrate holder 100 is preferably solid and made of one component. The gas transporter 144, spider 22, and holder 100 are preferably formed to rotate simultaneously about a vertical axis during substrate processing.

基板ホルダ100の中央の温度を検出するための中央の温度センサまたは熱電対28を設け得る。ここに示す実施形態では、温度センサ28は、基板ホルダ100の近くにおいてガス輸送器144およびスパイダー22の中を延びる。スリップリングまたは温度補償リング32内に収容される追加の周縁温度センサまたは熱電対30も、知られており、このスリップリングまたは温度補償リング32は、基板ホルダ100およびウエハ16を囲む。熱電対28、30は、温度制御装置(図示せず)に接続され、この温度制御装置は、熱電対28、30の示度に応答して、種々の放射加熱要素14の電力を制御し設定する。   A central temperature sensor or thermocouple 28 for detecting the central temperature of the substrate holder 100 may be provided. In the illustrated embodiment, the temperature sensor 28 extends through the gas transporter 144 and the spider 22 near the substrate holder 100. Additional peripheral temperature sensors or thermocouples 30 that are housed in slip rings or temperature compensation rings 32 are also known, which surround the substrate holder 100 and the wafer 16. The thermocouples 28, 30 are connected to a temperature controller (not shown) that controls and sets the power of the various radiant heating elements 14 in response to the readings of the thermocouples 28, 30. To do.

熱電対30を収容することに加えて、スリップリング32は、高温処理中に放射熱の吸収もする。加熱されたスリップリング32は、ウエハの縁17の熱損失を減少させることに役立つ。スリップリング32は、種々の適切な手段により吊り下げ得る。例えば、ここに示すスリップリング32は、ひじ状部34に載っており、このひじ状部34は、石英の反応チャンバの仕切り36から垂下している。仕切り36は、リアクタ10を、(例えば、基板面へのCVD用の)反応物質または処理ガスを流すように設計された上部チャンバ2と、下部チャンバ4とに分ける。仕切り36、およびリアクタ10の他の要素は、実質的に、チャンバ2とチャンバ4との間の流体連通を妨げることが好ましい。しかしながら、基板ホルダ100は、垂直方向の中心軸線の周りを回転し得ることが好ましいので、一般に、ホルダ100とスリップリング32(または他の要素)との間に狭い隙間が存在する。よって、チャンバ2とチャンバ4との間の流体連通を完全に妨げることが困難な場合が多い。   In addition to housing the thermocouple 30, the slip ring 32 also absorbs radiant heat during high temperature processing. The heated slip ring 32 helps reduce the heat loss of the wafer edge 17. The slip ring 32 can be suspended by a variety of suitable means. For example, the slip ring 32 shown here rests on an elbow-shaped portion 34 that hangs from a quartz reaction chamber partition 36. A partition 36 divides the reactor 10 into an upper chamber 2 and a lower chamber 4 that are designed to flow reactants or process gases (eg, for CVD to the substrate surface). The partition 36 and other elements of the reactor 10 preferably substantially prevent fluid communication between the chamber 2 and the chamber 4. However, since the substrate holder 100 is preferably capable of rotating about a vertical central axis, there is generally a narrow gap between the holder 100 and the slip ring 32 (or other element). Therefore, it is often difficult to completely prevent fluid communication between the chamber 2 and the chamber 4.

図2および図3は、基板ホルダ100の一実施形態の、それぞれ上から見た斜視図および底から見た斜視図である。ここに示すホルダ100は、一つの部品として形成され、概ね円形で円盤状である。それは、上面104および下面106を有する中央部102を含む。上面104は、概ね平坦または平面状、あるいはその代わりに凹面であり得る。ホルダ100の上面は、半導体基板16(図1)を支持するように形成された上面を有する複数のスペーサーを含む。ここに示す実施形態では、このようなスペーサーは、中央部102の上面104の周囲を囲むまたは一周するスペーサー羽根124からなるリング110(図5、図6)を含む。後述するように、スペーサー羽根124は、半導体基板16(図1)の裏面の周縁部を支持するように形成された上面を有する。スペーサー羽根124は、基板16の裏面の擦傷を妨げるかまたは最小限にするために研磨することが好ましい。羽根124は、除外ゾーン内においてのみ基板16と接触することが好ましい。堅固な基板支持棚状部に対して、羽根を使用することによって、基板ホルダから基板16の裏面の(基板の縁17における)熱伝導が最小限になる。これによって、(基板と基板ホルダ100との間の温度差による)基板16の温度の不均一性が減少し、よって、スリップ特性が改善される。しかしながら、羽根124のリング110は、堅固な支持棚状部と置き換えてもよい。隆起した環状肩部108が、羽根124のリング110を囲む。肩部108は、基板ポケット112を画定し、当該基板ポケット112は、スペーサー羽根124に支持された基板16を受け入れる。一実施形態では、基板ホルダ100は、放射エネルギーを吸収し、再放射し得るサセプタである。このようなサセプタは、炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトから形成し得るが、他の材料が適切な場合もあることを当業者は理解するだろう。   2 and 3 are a perspective view, as seen from above, and a perspective view, as seen from the bottom, of one embodiment of the substrate holder 100, respectively. The holder 100 shown here is formed as a single component and is generally circular and disc-shaped. It includes a central portion 102 having an upper surface 104 and a lower surface 106. The top surface 104 can be generally flat or planar, or alternatively concave. The upper surface of the holder 100 includes a plurality of spacers having an upper surface formed to support the semiconductor substrate 16 (FIG. 1). In the illustrated embodiment, such a spacer includes a ring 110 (FIGS. 5 and 6) consisting of spacer vanes 124 that surround or circle around the top surface 104 of the central portion 102. As will be described later, the spacer blade 124 has an upper surface formed so as to support the peripheral edge of the back surface of the semiconductor substrate 16 (FIG. 1). The spacer blades 124 are preferably polished to prevent or minimize scratches on the back surface of the substrate 16. The vanes 124 preferably contact the substrate 16 only in the exclusion zone. By using the blades for a rigid substrate support shelf, heat transfer from the substrate holder to the backside of the substrate 16 (at the substrate edge 17) is minimized. This reduces the temperature non-uniformity of the substrate 16 (due to the temperature difference between the substrate and the substrate holder 100), thus improving the slip characteristics. However, the ring 110 of the vane 124 may be replaced with a rigid support shelf. A raised annular shoulder 108 surrounds the ring 110 of the vane 124. The shoulder 108 defines a substrate pocket 112 that receives the substrate 16 supported by the spacer blades 124. In one embodiment, the substrate holder 100 is a susceptor that can absorb and re-radiate radiant energy. Such susceptors may be formed from graphite coated with silicon carbide, but those skilled in the art will appreciate that other materials may be suitable.

図3を参照すると、基板ホルダ100の中央部102の下面106は、複数の凹所114を含み、当該凹所114は、それぞれ、中空の複数のアーム付きの支持スパイダー22の支持アーム148の上端部150を受け入れるような大きさでありそのように形成される(図1、図8)ことが好ましい。凹所114の数は、スパイダー22のアーム148の数と等しいことが好ましい。各凹所114は、後述するようにガスの漏れを最小限にするように、ぴったりと対応の支持アーム148を受け入れるような大きさであることが好ましい。しかしながら、望ましい場合は、隙間嵌めしてもよい。凹所114は、基板ホルダ100の中心周りに等しい角度の間隔をおいて配置されることが好ましい。ここに示す実施形態では、3つの凹所114が、120°の角度の間隔をおいて配置されている。凹所114の配置は、スパイダー22がホルダ100を安定的に支持し得るように、しかしながら、モーメント力が大きくなり過ぎることによりスパイダーアーム148がたわむ危険性(いくつかのシステムで起こることが知られている)が生じない限り、基板ホルダ100の中心から径方向に十分遠くへの配置であることが好ましい。   Referring to FIG. 3, the lower surface 106 of the central portion 102 of the substrate holder 100 includes a plurality of recesses 114, each of which is an upper end of a support arm 148 of a support spider 22 with a plurality of hollow arms. It is preferably sized to receive the portion 150 and so formed (FIGS. 1, 8). The number of recesses 114 is preferably equal to the number of arms 148 of the spider 22. Each recess 114 is preferably sized to closely receive a corresponding support arm 148 to minimize gas leakage as described below. However, a clearance fit may be used if desired. The recesses 114 are preferably arranged at equal angular intervals around the center of the substrate holder 100. In the embodiment shown here, the three recesses 114 are arranged at an angle interval of 120 °. The placement of the recesses 114 is known to occur in some systems, so that the spider 22 can stably support the holder 100, however, the momentum force becomes too great and the spider arm 148 may bend. Is preferably located sufficiently far from the center of the substrate holder 100 in the radial direction.

基板ホルダ100の中央部102は、上面104から下面106に延びる複数の通路または孔を含む。ここに示す実施形態では、通路は、12の通路116からなる第1のセットと、通路116の第1のセットの径方向内側に配置された8つの通路118からなる第2のセットと、通路116の第1のセットから径方向外側に配置された39の通路120からなる第3のセットと、を含む。図3に示すように、通路116の下端部は、凹所114内にある。ここに示す実施形態では、各凹所114は、通路116のうち4つの通路116の下端部を含む。通路118は、概ね円形に基板ホルダ100の中心の近くまたは周りに配置される。通路120は、羽根からなるリング110と通路116からなる3つのグループとの間に径方向に、概ね3つの同一の中心の円形に配置される。中央部102の通路を多種多様な配置にし得ること、およびここに示す配置は単に一例に過ぎないことが理解されるだろう。通路116、118、および120の数は、約9〜250以内であることが好ましいが、約6〜225以内、約20〜250以内、約50〜200以内、約100〜200以内、または約100〜250以内にしてもよい。中央部102の下面106は、通路116、118、および120の密度が、1cmあたり0.01〜3.0通路であることが好ましいが、1cmあたり0.05〜2.5通路以内、1cmあたり0.10〜2.5通路以内、1cmあたり0.20〜2.5通路以内、1cmあたり0.50〜2.0通路以内にしてもよい。図3に示すように、ホルダ100は、中央温度センサまたは熱電対28(図1)を受け入れるように適合された中央凹所122を含む。 The central portion 102 of the substrate holder 100 includes a plurality of passages or holes extending from the upper surface 104 to the lower surface 106. In the illustrated embodiment, the passages include a first set of twelve passages 116, a second set of eight passages 118 disposed radially inward of the first set of passages 116, and passages. And a third set of 39 passages 120 disposed radially outward from the first set of 116. As shown in FIG. 3, the lower end of the passage 116 is in the recess 114. In the embodiment shown here, each recess 114 includes the lower end of four of the passages 116. The passage 118 is arranged in a generally circular shape near or around the center of the substrate holder 100. The passage 120 is arranged in a radial direction between the ring 110 consisting of vanes and the three groups consisting of passages 116, generally in three identical central circles. It will be appreciated that the passageway of the central portion 102 can be in a wide variety of arrangements and that the arrangement shown here is merely an example. The number of passages 116, 118, and 120 is preferably within about 9-250, but within about 6-225, within about 20-250, within about 50-200, within about 100-200, or about 100. It may be within ~ 250. Lower surface 106 of the central portion 102, the density of passages 116, 118, and 120, is preferably a 1 cm 2 per 0.01 to 3.0 passageway, 1 cm 2 per 0.05 to 2.5 within passageway, It may be within 0.10 to 2.5 passages per 1 cm 2 and within 0.20 to 2.5 passages per 1 cm 2 and within 0.50 to 2.0 passages per 1 cm 2 . As shown in FIG. 3, the holder 100 includes a central recess 122 adapted to receive a central temperature sensor or thermocouple 28 (FIG. 1).

通路116からなる第1のセットには、1つの凹所114の通路116の中を上向きに流れるガスが凹所114の中心から遠くに導かれるように、垂直に対して傾斜または角度をつけることが好ましい。通路118からなる第2のセットのいくつかまたは全ては、(中央部102の上面104における)上端部が(中央部102の下面106において)下端部から径方向外側になるように傾斜させることが好ましい。通路120からなる第3のセットのいくつかまたは全ては、(上面104における)上端部が(中央部102の下面106における)下端部から径方向内側になるように傾斜させることが好ましい。通路116、118、および120は、好ましくは垂直に対して30°〜60°の範囲内の角度に、さらに好ましくは垂直に対して約45°の角度に傾斜させる。通路116の直径は、好ましくは0.04〜0.25インチの範囲内であり、さらに好ましくは約0.080インチの範囲内である。通路118および120の直径は、好ましくは0.04〜0.25インチの範囲内であり、さらに好ましくは約0.100インチの範囲内である。ガスを通路の中に流し得るという目標を十分考えて、通路を他の直径にし得る。   The first set of passages 116 is tilted or angled with respect to the vertical so that gas flowing upward in the passages 116 of one recess 114 is directed away from the center of the recesses 114. Is preferred. Some or all of the second set of passages 118 may be inclined so that the upper end (on the upper surface 104 of the central portion 102) is radially outward from the lower end (on the lower surface 106 of the central portion 102). preferable. Some or all of the third set of passages 120 are preferably inclined so that the upper end (at the upper surface 104) is radially inward from the lower end (at the lower surface 106 of the central portion 102). The passages 116, 118, and 120 are preferably inclined at an angle in the range of 30 ° -60 ° with respect to the vertical, and more preferably at an angle of about 45 ° with respect to the vertical. The diameter of the passage 116 is preferably in the range of 0.04 to 0.25 inches, and more preferably in the range of about 0.080 inches. The diameter of the passages 118 and 120 is preferably in the range of 0.04 to 0.25 inches, and more preferably in the range of about 0.100 inches. Considering the goal of allowing gas to flow into the passage, the passage may be of other diameters.

通路116、118、および120は、概ね、中央部102に均等に配置し得る。他の実施形態では、通路を中央部102に不規則に配置する場合がある。通路は、中央部102中に流体を供給するのに適切などんなパターンに形成してもよい。通路は、基板ホルダ100への流体の流れを望ましいものにするのに適切などんな大きさおよび形状にもし得ることが考えられる。通路の直径および向きは、例えば、中央部102を通過するガスの所望の流量と、通路により供給されるガスが基板16の裏面154に当たる所望の角度とに基づいて決定され得る。さらに、通路は、望ましい場合相互に同様にしてよくまたは相違させてよい。   The passages 116, 118, and 120 may be generally equally distributed in the central portion 102. In other embodiments, the passages may be randomly arranged in the central portion 102. The passages may be formed in any pattern suitable for supplying fluid into the central portion 102. It is contemplated that the passageway can be any size and shape suitable to make fluid flow to the substrate holder 100 desirable. The diameter and orientation of the passage can be determined based on, for example, the desired flow rate of gas passing through the central portion 102 and the desired angle at which the gas supplied by the passage strikes the back surface 154 of the substrate 16. Further, the passages may be similar or different from each other if desired.

図4および図5は、図2および図3の基板ホルダ100の周縁部分の断面図および拡大平面図であって、ホルダの縁の形状をさらに詳細に示す。上述のように、ホルダ100は、スペーサー羽根124のリング110の外側に外側環状肩部108を含む。肩部108の上面132が、羽根124の上方に隆起して、その結果、肩部108が、羽根124上に支持された、基板16の周縁17(図1、図7、および図8)を囲むことが好ましい。好ましい実施形態では、スペーサー羽根124は、各羽根124を羽根のリング110の中心に対して角度をつけて、相互に間隔をおいて配置され、概ね平行である。これに関連して、「概ね平行」とは、羽根124が、概ね同じ方向に向けられ、また、湾曲させる場合、ある程度一致する横に並んだ湾曲を有することを意味する。図5に示す羽根124は、径方向内側の端部が径方向外側の端部よりもラジアル方向により近くに配置されるように、いくらか湾曲している。チャネル126は、羽根124同士の間に画定される。図5を参照すると、ホルダ100を時計回りに回転させると、角度をつけた羽根124が、実質的にガスがチャネル126を通って径方向内側へ流れるのを妨げるかまたは阻止し、また実質的にガスがチャネル126を通って径方向外側へ流れるのを助けることが、理解されるだろう。ホルダ100が反時計回りに回転すると、逆の現象が観察される。あるいは(図5に示すように湾曲させることとは逆に)スペーサー羽根124を真っ直ぐにしてもよいことを、当業者は理解するだろう。図6に羽根124を真っ直ぐにした代替形状を示す。   4 and 5 are a cross-sectional view and an enlarged plan view of the peripheral portion of the substrate holder 100 of FIGS. 2 and 3, and show the shape of the edge of the holder in more detail. As described above, the holder 100 includes an outer annular shoulder 108 outside the ring 110 of the spacer blade 124. The upper surface 132 of the shoulder 108 is raised above the vane 124 so that the shoulder 108 is supported on the vane 124 at the periphery 17 (FIGS. 1, 7, and 8) of the substrate 16. Surrounding is preferred. In a preferred embodiment, the spacer blades 124 are spaced apart from each other and generally parallel, with each blade 124 angled with respect to the center of the blade ring 110. In this context, “substantially parallel” means that the vanes 124 are oriented in substantially the same direction and, when curved, have a side-by-side curvature that matches to some extent. The blade 124 shown in FIG. 5 is somewhat curved so that the radially inner end is positioned closer to the radial direction than the radially outer end. A channel 126 is defined between the vanes 124. Referring to FIG. 5, when the holder 100 is rotated clockwise, the angled vanes 124 substantially prevent or prevent gas from flowing radially inward through the channel 126 and substantially. It will be appreciated that the gas helps to flow radially outward through the channel 126. When the holder 100 rotates counterclockwise, the opposite phenomenon is observed. Alternatively, those skilled in the art will appreciate that the spacer blades 124 may be straightened (as opposed to curving as shown in FIG. 5). FIG. 6 shows an alternative shape in which the blades 124 are straightened.

図4および図5に示す実施形態では、スペーサー羽根124のリング110は、浅い環状溝128により囲まれており、このことは、基板16(図1)から基板ホルダ100への放射損失を最小限にすることに役立つ。ホルダ100はまた、羽根付きリング110および浅い環状溝128から径方向内側に配置された環状の断熱溝130を含む。基板16がホルダ100により支持されホルダ100と熱的接触をする羽根付きリング110の領域において、断熱溝130は、基板16からホルダ100への熱伝導を補償することに役立つ。スペーサー羽根124、溝128、および溝130の設計および形状の詳細は、米国特許出願第10/697,401号明細書にさらに記載されている。   In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the ring 110 of the spacer blade 124 is surrounded by a shallow annular groove 128, which minimizes radiation loss from the substrate 16 (FIG. 1) to the substrate holder 100. To help. The holder 100 also includes an annular insulating groove 130 disposed radially inward from the bladed ring 110 and the shallow annular groove 128. In the region of the bladed ring 110 where the substrate 16 is supported by the holder 100 and is in thermal contact with the holder 100, the thermal insulation groove 130 helps to compensate for heat transfer from the substrate 16 to the holder 100. Details of the design and shape of spacer vanes 124, grooves 128, and grooves 130 are further described in US patent application Ser. No. 10 / 697,401.

図7および図8に、基板支持システム140を示し、この基板支持システム140は、中空支持スパイダー22により支持された図2および図3の基板ホルダ100を有する。図7は、基板16がホルダ100上に支持された様子を示す平面図である。図7では、凹所114の輪郭を点線で示している。図8は、図7の7−7線に沿った、基板支持システム140の断面図である。支持スパイダー22は、中空本体またはマニホールド部146を含み、当該中空本体またはマニホールド部146は、下部入口142を有し、この下部入口142は、ガス輸送器144からマニホールド部146内へのガスの流れを促進するように、ガス輸送器144の上端部または出口143と係合する。スパイダー22は、ガス輸送器144と流体密式に係合することが好ましい。本実施形態では、ガス輸送器144は、硬質な垂直の管を含む。ガス輸送器144は、スパイダー22を支持することが好ましい。例えば、スパイダー22の入口142は、ガス輸送器144の出口143に緊密に取り付けられる(例えば、螺合係合する)ように形成し得る。あるいは、マニホールド部146は、ガス輸送器144の上端部に載る内側フランジ(図示せず)を具え得る。さらに、マニホールド部146は、ガス輸送器144の出口143内に挿入されるような大きさにし得る。ガス輸送器144がスパイダー22を支持することになる種々の構成があることを、当業者は理解するだろう。それらのいずれも本発明の実施形態のどれかに用い得る。   7 and 8 illustrate a substrate support system 140 that has the substrate holder 100 of FIGS. 2 and 3 supported by a hollow support spider 22. FIG. 7 is a plan view showing a state in which the substrate 16 is supported on the holder 100. In FIG. 7, the contour of the recess 114 is indicated by a dotted line. FIG. 8 is a cross-sectional view of the substrate support system 140 taken along line 7-7 of FIG. The support spider 22 includes a hollow body or manifold portion 146 that has a lower inlet 142 that passes gas from the gas transporter 144 into the manifold portion 146. Engage with the upper end or outlet 143 of the gas transporter 144 to facilitate the movement. The spider 22 is preferably fluidly engaged with the gas transporter 144. In this embodiment, the gas transporter 144 includes a rigid vertical tube. The gas transporter 144 preferably supports the spider 22. For example, the inlet 142 of the spider 22 can be configured to be tightly attached (eg, threadedly engaged) to the outlet 143 of the gas transporter 144. Alternatively, the manifold portion 146 may include an inner flange (not shown) that rests on the upper end of the gas transporter 144. Further, the manifold portion 146 can be sized to be inserted into the outlet 143 of the gas transporter 144. Those skilled in the art will appreciate that there are various configurations in which the gas transporter 144 will support the spider 22. Any of them can be used in any of the embodiments of the present invention.

スパイダー22は、複数の中空の管またはアーム148を含み、当該管またはアーム148は、マニホールド部146から概ね径方向外側かつ上方に延び、アーム148は、マニホールド部146からのガス流を受けるように形成されている。管またはアーム148は、円筒形である必要はなく、種々の別の断面形状およびサイズにし得ることが理解されるだろう。さらに、断面形状およびサイズは、長さに沿って変化させてよい。アーム148は、基板ホルダ100の中央部102の下面106を支持する、開口した上端部150を有する。ここに示す実施形態では、上端部150は、ホルダ100の凹所114内に受け入れられる。アーム148の上端部150は、好ましくは流体密式に、ガスを上方に凹所114の通路116内へ輸送するように形成される。スパイダー22がガスを供給する通路116の数は、所望の通り変化させ得ることが理解されるだろう。いくつかの実施において、スパイダー22からガスを受け入れる1つの通路116を具える必要があるに過ぎず、この場合、スパイダーは、1つの中空アーム148を含むだけでよい。アーム148の上端部150を凹所114内に受け入れることはまた、スパイダー22の回転をホルダ100の回転に伝えることに役立つ。   The spider 22 includes a plurality of hollow tubes or arms 148 that extend generally radially outward and upward from the manifold portion 146 such that the arm 148 receives a gas flow from the manifold portion 146. Is formed. It will be appreciated that the tube or arm 148 need not be cylindrical, but can have a variety of other cross-sectional shapes and sizes. Furthermore, the cross-sectional shape and size may vary along the length. The arm 148 has an open upper end 150 that supports the lower surface 106 of the central portion 102 of the substrate holder 100. In the illustrated embodiment, the upper end 150 is received in the recess 114 of the holder 100. The upper end 150 of the arm 148 is formed to transport gas upward into the passage 116 of the recess 114, preferably in a fluid tight manner. It will be appreciated that the number of passages 116 through which the spider 22 supplies gas can be varied as desired. In some implementations, it is only necessary to have one passage 116 that receives gas from the spider 22, in which case the spider need only include one hollow arm 148. Receiving the upper end 150 of the arm 148 into the recess 114 also helps to convey the rotation of the spider 22 to the rotation of the holder 100.

図8に示すように、基板16の周縁部は、スペーサー羽根124のリング110の上部支持面(図5、図6)に支持される。スペーサー羽根124の大きさは、薄い隙間領域152が、中央部102の上面104と基板16の裏面154との間に存在するような大きさである。隙間領域152の高さは、スペーサー羽根124の高さにより調節される。隙間領域152は、実質的に均一の高さであることが好ましい。図を簡略化するために、図8における通路116、118、および120の配置および数は、図2および図3に示した配置および数とはいくらか異なっている。通路の配置および数は、非常に種々の異なる配置および数にしてよいことを、当業者は理解するだろう。   As shown in FIG. 8, the peripheral edge of the substrate 16 is supported by the upper support surface (FIGS. 5 and 6) of the ring 110 of the spacer blade 124. The size of the spacer blade 124 is such that a thin gap region 152 exists between the upper surface 104 of the central portion 102 and the back surface 154 of the substrate 16. The height of the gap region 152 is adjusted by the height of the spacer blade 124. The gap region 152 is preferably substantially uniform in height. For simplicity of illustration, the arrangement and number of passages 116, 118, and 120 in FIG. 8 is somewhat different from the arrangement and number shown in FIGS. Those skilled in the art will appreciate that the arrangement and number of passages may vary widely.

基板ホルダ100および支持スパイダー22は、熱膨張係数が同様または異なる材料から形成し得る。一実施形態では、ホルダ100およびスパイダー22は、ホルダ100の下面106と、スパイダー22の支持アーム48の上端部150との間の相対的な移動を減少させるために、同じ熱膨張係数を有する。   The substrate holder 100 and the support spider 22 may be formed from materials having similar or different coefficients of thermal expansion. In one embodiment, the holder 100 and the spider 22 have the same coefficient of thermal expansion to reduce relative movement between the lower surface 106 of the holder 100 and the upper end 150 of the support arm 48 of the spider 22.

基板16を処理するための基板支持システム140の使用をここで説明する。基板16は、スペーサー羽根124の上方支持面が基板の周縁部を支持するように、基板ホルダ100上に載せられる。(「パージガス」または「スイープガス」としても知られる)不活性ガス流をガス輸送器144の中に上方へ噴射するガスソースが、設けられる。図8では、不活性ガス流を矢印で示す。不活性ガスは、支持スパイダー22のマニホールド部146内へ流れ、次に、中空アーム148内へ流れる。不活性ガスは、通路116の中を上方へ隙間領域152内へ流れ続ける。ここに示すように、通路116は、不活性ガス流が基板116に90°の角度で衝突しないように傾斜している。これは、不活性ガス流が、望ましくないことだが基板16を冷却し、基板16に低温箇所を生じ得る程度を低くすることに役立つ。通路116から出ると、不活性ガスは、隙間領域152を流れる。不活性ガスのいくらかは、スペーサー羽根124同士の間のチャネル126(図5)を径方向外側に、そして、基板16の周囲の縁17の周りを上方へ上部リアクタチャンバ2内に流れる。不活性ガスの残りは、ホルダ100の通路118および120を通って下部リアクタチャンバ4内へ下向きに流れることにより、隙間領域152から出て行く。任意選択的に、ガス(好ましくは不活性ガス)の第2の流れを、基板ホルダ100の中央部102の下面106の概ね下かつそれと平行に下部チャンバ4内に向けて、通路118および120の下端部から出る不活性ガスを押し流し得る。これらの混合ガス流を除去するための別個の下流のリアクタ出口または排気部を、石英チャンバ仕切り36(図1)の下のチャンバ4内に設け得る。   The use of the substrate support system 140 to process the substrate 16 will now be described. The substrate 16 is placed on the substrate holder 100 such that the upper support surface of the spacer blade 124 supports the peripheral edge of the substrate. A gas source is provided that injects an inert gas stream (also known as “purge gas” or “sweep gas”) upward into the gas transporter 144. In FIG. 8, the inert gas flow is indicated by arrows. The inert gas flows into the manifold portion 146 of the support spider 22 and then into the hollow arm 148. The inert gas continues to flow upward in the passage 116 and into the gap region 152. As shown here, the passage 116 is inclined so that the inert gas flow does not impinge on the substrate 116 at an angle of 90 °. This helps reduce the extent to which the inert gas flow can undesirably cool the substrate 16 and create cold spots in the substrate 16. Upon exiting the passage 116, the inert gas flows through the gap region 152. Some of the inert gas flows into the upper reactor chamber 2 radially outward through the channel 126 (FIG. 5) between the spacer blades 124 and upward around the peripheral edge 17 of the substrate 16. The remainder of the inert gas exits the gap region 152 by flowing downwardly into the lower reactor chamber 4 through the passages 118 and 120 of the holder 100. Optionally, a second flow of gas (preferably inert gas) is directed into the lower chamber 4 generally below and parallel to the lower surface 106 of the central portion 102 of the substrate holder 100 in the passages 118 and 120. The inert gas exiting from the lower end can be swept away. A separate downstream reactor outlet or exhaust for removing these mixed gas streams may be provided in the chamber 4 under the quartz chamber partition 36 (FIG. 1).

上に説明したように、複数の通路118からなる第2のセットおよび複数の通路120からなる第3のセットはまた、垂直に対して傾斜しまたは角度をつけられている。図8に示すように、通路118の第2のセットは、下端部が上端部の径方向内側になるように傾斜している。これによって、不活性ガスが通路116から径方向内側に通路118に向かって流れやすくなるので、不活性ガスが通路118を下向きに流れることが促進される。複数の通路120からなる第3のセットは、下端部が上端部の径方向外向きになるように傾斜している。これによって、不活性ガスもまた、通路120へ向かって通路116から径方向外側へ流れやすいので、不活性ガスが通路120を下向きに流れることが促進される。よって、ここに説明する通路118および120に角度をつけることによって、不活性ガスが、隙間領域152から下部リアクタチャンバ4内へ下向きに流れることが促進される。通路118および120に角度をつけることによって、基板裏面154がホルダ100の下において加熱要素14からの放射エネルギーに直接さらされる危険性(図1)も低下する。この危険性をさらに低下させるために、基板ホルダ100の通路は、放射エネルギーが基板裏面154へ直接差し込まなくなる非直線形状であり得る。例えば、各通路は、垂直の部分および角度をつけた部分を具え得る。   As explained above, the second set of passages 118 and the third set of passages 120 are also tilted or angled with respect to the vertical. As shown in FIG. 8, the second set of passages 118 is inclined so that the lower end portion is radially inward of the upper end portion. This facilitates the flow of the inert gas from the passage 116 radially inward toward the passage 118, thereby facilitating the flow of the inert gas downward through the passage 118. The 3rd set which consists of a plurality of passages 120 inclines so that a lower end part may become the diameter direction outward of an upper end part. As a result, the inert gas also tends to flow radially outward from the passage 116 toward the passage 120, so that the inert gas is facilitated to flow downward in the passage 120. Thus, angling the passages 118 and 120 described herein facilitates the flow of inert gas downward from the gap region 152 into the lower reactor chamber 4. By angling the passages 118 and 120, the risk of the substrate back surface 154 being directly exposed to the radiant energy from the heating element 14 under the holder 100 is also reduced (FIG. 1). In order to further reduce this risk, the path of the substrate holder 100 may be a non-linear shape that prevents radiant energy from directly plugging into the substrate back surface 154. For example, each passage may comprise a vertical portion and an angled portion.

上述の不活性ガスの流れと同様に、上部リアクタチャンバ2内において基板16の上方に反応処理ガスを概ね水平に導く。反応ガスの流れによって、加工材料が基板16の表面155に堆積することになる。不活性ガスが基板16の縁17の周りを上方へ流れることによって、反応ガスが基板の縁17の周りそして隙間領域152内に下向きに流れることが、実質的に減少し、抑制され、妨げられる。よって、不活性ガスは、処理ガスの基板裏面への堆積を実質的に減少させ、抑制し、または妨げる。その上、支持スパイダー22、ホルダ100、および基板16は、処理中に中央の垂直軸周りを回転することが好ましい。一般に、ガス輸送管144は、回転可能であり、その回転をスパイダー22、ホルダ100、および基板16に伝える。ホルダ100は、上述のように、角度をつけたスペーサー羽根124が羽根同士の間のチャネル126内において反応ガスの径方向内側への流れを妨げる方向に回転することが好ましい。角度をつけたスペーサー羽根124はまた、不活性ガスがチャネル126の中を径方向外側に流れるのを助け、このことは、さらに、処理ガスの内側の流れを減少させ、抑制し、または妨げる。よって、角度をつけたスペーサー羽根124は、基板の縁17のさらに近傍における裏面の堆積をさらに減少させまたは妨げる。この点で、羽根124に角度をつけた結果、先行技術の基板ホルダの10倍の改善がみられた。   Similar to the flow of the inert gas described above, the reaction processing gas is guided substantially horizontally above the substrate 16 in the upper reactor chamber 2. Due to the flow of the reaction gas, the processing material is deposited on the surface 155 of the substrate 16. By flowing the inert gas upward around the edge 17 of the substrate 16, it is substantially reduced, suppressed and prevented from flowing downwardly around the edge 17 of the substrate and into the gap region 152. . Thus, the inert gas substantially reduces, inhibits or prevents deposition of process gas on the backside of the substrate. In addition, the support spider 22, holder 100, and substrate 16 preferably rotate about a central vertical axis during processing. In general, the gas transport tube 144 is rotatable and transmits the rotation to the spider 22, the holder 100, and the substrate 16. As described above, the holder 100 preferably rotates in a direction in which the angled spacer blades 124 prevent the reaction gas from flowing radially inward in the channel 126 between the blades. The angled spacer vanes 124 also help the inert gas flow radially outward through the channel 126, which further reduces, inhibits or prevents the flow of process gas inside. Thus, the angled spacer blades 124 further reduce or prevent backside deposition further in the vicinity of the substrate edge 17. In this regard, the blade 124 was angled, resulting in a 10-fold improvement over the prior art substrate holder.

基板支持システム140は、オートドーピングを減少させまたは妨げることが理解されるだろう。拡散したドーパント原子が基板16の裏面15から出ると、不活性ガスを隙間領域152内に強制的に流すことによって、ドーパント原子の殆どが、通路118および120を通って下向きに下部リアクタチャンバ4内へ押し流される。よって、拡散したドーパント原子が、基板の縁17の周りを上方へ上部リアクタチャンバ2内に流れて基板16の表面155に再堆積することが、実質的に妨げられる。さらに、外方拡散するいくらかのドーパント原子が、径方向外側にスペーサーのリング110を通って基板の縁17の周りを上方へ流れる場合、縁17の周りを上方へ流れる不活性ガスの勢いによって、このようなドーパント原子を、基板の表面155から吹き飛ばして、上部リアクタチャンバ2内における反応ガスおよび堆積副生成物の通常の流れにより運び去ることができる。領域152内へ上方に噴射される不活性ガスの圧力および流量は、このようなドーパント原子が基板の表面155に再堆積する可能性を低下させるかまたは最小限にするように調節し得る。   It will be appreciated that the substrate support system 140 reduces or prevents autodoping. When the diffused dopant atoms exit the back surface 15 of the substrate 16, most of the dopant atoms flow downwardly through the passages 118 and 120 into the lower reactor chamber 4 by forcing an inert gas into the gap region 152. Washed away. Thus, the diffused dopant atoms are substantially prevented from flowing up around the edge 17 of the substrate into the upper reactor chamber 2 and redepositing on the surface 155 of the substrate 16. Furthermore, if some out-diffusion dopant atoms flow radially outwardly through the spacer ring 110 and around the edge 17 of the substrate, the momentum of the inert gas flowing upward around the edge 17 Such dopant atoms can be blown away from the surface 155 of the substrate and carried away by the normal flow of reaction gases and deposition byproducts in the upper reactor chamber 2. The pressure and flow rate of the inert gas injected upward into the region 152 can be adjusted to reduce or minimize the likelihood that such dopant atoms will redeposit on the surface 155 of the substrate.

支持システム140は、例えば、中空の支持スパイダー22によって、不活性ガスを隙間領域152内へ制御可能に直接強制流入させ得ることから、先行技術のシステムを上回る著しい改良がされている。基板ホルダ100およびスパイダー22の特定の設計に基づいて、ホルダ100の中央部102の所望の場所の選択されたどんな数の通路116にも直接不活性ガスを供給し得る。このシステムは、さらに効率的に裏面堆積およびオートドーピングを減少させるかまたは妨げる。   The support system 140 is a significant improvement over prior art systems because, for example, the hollow support spider 22 can controllably force the inert gas directly into the gap region 152. Based on the specific design of the substrate holder 100 and spider 22, the inert gas may be supplied directly into any number of selected passages 116 at a desired location in the central portion 102 of the holder 100. This system more effectively reduces or prevents backside deposition and autodoping.

図1を参照すると、上述のように、リアクタ10の仕切り36は、上部リアクタチャンバ2から下部チャンバ4内への反応ガスの流れを完全には妨げないことが多い。いくつかの先行技術のシステムでは、基板ホルダの下のこのような反応ガスは、基板の裏面に流れ基板の上に堆積する場合がある。しかしながら、図7および図8に示す基板支持システム140が、この問題を解決する。不活性ガスを支持スパイダー22内に強制流入させることによって、不活性ガスがホルダ100の通路118および通路120を通って下向きに流れることが好ましく、これによって、反応ガスが基板の裏面154に上方に流れることが実質的に抑制される。裏面堆積のこのモードの危険性はまた、上部チャンバ2と下部チャンバ4との間の圧力差を維持することにより低下させ得る。後者の中の圧力は、前者の圧力よりも高く維持される。いくらかの不活性ガスを直接下部チャンバ4内へ導入し、チャンバ4からのどんな流出口の大きさも小さくしまたは流出口を完全に取り除くことによって、この圧力の差を生じさせ得る。この余分の不活性ガスは、ガス輸送器144からチャンバ4への代替流路(すなわち、不活性ガスが、隙間領域152を流れずにチャンバ4内へ流れ得る流路)、または別個のガス入口を設けることにより、チャンバ4内に導入し得る。   Referring to FIG. 1, as described above, the partition 36 of the reactor 10 often does not completely impede the flow of reaction gas from the upper reactor chamber 2 into the lower chamber 4. In some prior art systems, such reactive gases under the substrate holder may flow on the backside of the substrate and deposit on the substrate. However, the substrate support system 140 shown in FIGS. 7 and 8 solves this problem. By forcing the inert gas into the support spider 22, it is preferred that the inert gas flow downward through the passages 118 and 120 of the holder 100, so that the reaction gas is directed upward to the back surface 154 of the substrate. Flow is substantially suppressed. The risk of this mode of backside deposition can also be reduced by maintaining a pressure differential between the upper chamber 2 and the lower chamber 4. The pressure in the latter is maintained higher than the former pressure. This pressure difference can be created by introducing some inert gas directly into the lower chamber 4 and reducing the size of any outlet from the chamber 4 or removing the outlet completely. This extra inert gas may be an alternate flow path from the gas transporter 144 to the chamber 4 (ie, a flow path where the inert gas can flow into the chamber 4 without flowing through the gap region 152), or a separate gas inlet Can be introduced into the chamber 4.

基板支持システム140を、基板16の裏面154から自然酸化層を除去するために使用し得ることも理解されるだろう。洗浄ガス(例えば、水素ガス)をガス輸送器144、スパイダー22、および通路116を通って上方へ隙間領域152内に供給し得る。洗浄ガスは、裏面154から酸化層を除去する。次に、過剰な洗浄ガス、および酸化物の除去による副生成物が、隙間領域152から通路118および120を通って、また、ある程度、(羽根124同士の間のチャネル126を介して、図1)基板16の周縁17の周りを上方へ流出する。酸化層の除去は、基板16の裏面154および表面155に対して同時に行い得る。よって、上述の基板裏面の洗浄操作には、上部リアクタチャンバ2内において基板16の上方に、概ね水平方向の洗浄ガスの流れを同時に導入することが含まれ得る。スパイダー22、ホルダ100、および基板16を、洗浄操作中に中央の垂直軸線周りに回転させることが好ましく、これによって、酸化層の除去が、均一にかつ完全に行われるように改善される。繰り返すが、角度をつけたスペーサー羽根124は、酸化物除去による副生成物および過剰な洗浄ガスが、チャネル126を通って径方向外側へ流れることを助ける。いくつかの実施形態では、2分未満、ある場合には40〜60秒間「ベーク」すること(すなわち、裏面154を洗浄ガスに晒すこと)により、基板裏面154から酸化層をほぼ完全に除去し得ることが分かった。   It will also be appreciated that the substrate support system 140 may be used to remove the native oxide layer from the back surface 154 of the substrate 16. A cleaning gas (e.g., hydrogen gas) may be supplied up through gas transporter 144, spider 22, and passage 116 into gap region 152. The cleaning gas removes the oxide layer from the back surface 154. Next, excess cleaning gas, and by-products from the removal of oxide, pass from the gap region 152 through the passages 118 and 120, and to some extent (via the channel 126 between the vanes 124, FIG. ) Outflows around the periphery 17 of the substrate 16. The removal of the oxide layer can be performed simultaneously on the back surface 154 and the front surface 155 of the substrate 16. Thus, the above-described substrate backside cleaning operation may include simultaneously introducing a generally horizontal flow of cleaning gas above the substrate 16 in the upper reactor chamber 2. The spider 22, holder 100, and substrate 16 are preferably rotated about a central vertical axis during the cleaning operation, which improves the removal of the oxide layer uniformly and completely. Again, the angled spacer vanes 124 help by-products from the oxide removal and excess cleaning gas flow radially outward through the channels 126. In some embodiments, the oxide layer is almost completely removed from the substrate backside 154 by “baking” (ie, exposing the backside 154 to the cleaning gas) for less than 2 minutes, in some cases 40-60 seconds. I knew I would get it.

ホルダ100の代わりに他の基板ホルダ、特に基板16の裏面とホルダの上面との間に隙間領域152を設けた基板ホルダを使用し得ることを、当業者は理解するだろう。例えば、異なるタイプのスペーサー要素(例えば、ホルダ面に取り付けられるスペーサーリップ部、スペーサー節部またはピン、いくつかのガス流溝を有する環状リップなど)を有する基板ホルダを使用してよい。   One skilled in the art will appreciate that other substrate holders may be used in place of the holder 100, particularly substrate holders having a gap region 152 between the back surface of the substrate 16 and the top surface of the holder. For example, substrate holders having different types of spacer elements (eg, spacer lips attached to the holder surface, spacer nodes or pins, annular lips with several gas flow channels, etc.) may be used.

図9および図10に、本発明の他の実施形態に係る基板支持システム200を示す。本システム200は、支持スパイダー22の代わりに概ねボウル状またはカップ状の基板ホルダ支持部204を含む。図9は、システム200全体の側方断面図であり、また、図10は、ホルダ支持部204のみの平面図である。本システム200は、基板処理(例えば、エピタキシャル堆積などのCVD)または酸化層の除去中に基板16を支持し得る。上述のシステム140と同様に、本システム200は、支持された基板16の裏面と処理ガスとが接することを妨げるかまたはその程度を低下させる。本システム200はまた、オートドーピングを減少させるかまたは妨げる。支持スパイダー22と同様に、基板ホルダ支持部204は、ガス輸送器144(例えば、回転可能な垂直の管)に装着し得、基板ホルダ100と係合しそれを支持し得る。基板ホルダ支持部204は、回転式に基板ホルダ100を管144に結合し得、その結果、管、支持部204、およびホルダ100が、同時に回転する。   9 and 10 show a substrate support system 200 according to another embodiment of the present invention. The system 200 includes a generally bowl-shaped or cup-shaped substrate holder support 204 instead of the support spider 22. FIG. 9 is a side sectional view of the entire system 200, and FIG. 10 is a plan view of only the holder support 204. The system 200 can support the substrate 16 during substrate processing (eg, CVD such as epitaxial deposition) or removal of an oxide layer. Similar to the system 140 described above, the present system 200 prevents or reduces the degree of contact between the backside of the supported substrate 16 and the process gas. The system 200 also reduces or prevents autodoping. Similar to the support spider 22, the substrate holder support 204 can be attached to the gas transporter 144 (eg, a rotatable vertical tube) and can engage and support the substrate holder 100. The substrate holder support 204 can rotationally couple the substrate holder 100 to the tube 144 so that the tube, the support 204 and the holder 100 rotate simultaneously.

ここに示す実施形態では、基板ホルダ支持部204は、概ね平坦なベース251を含み、このベース251は、ガス輸送管144の上端部から概ね垂直で好ましくは環状の構造体252へ延びる。構造体252は壁を含むことが好ましい。基板ホルダ100は、垂直壁252の上縁262に、好ましくは固定式に載せ得る。上縁262は、上縁262とホルダ100の下面106との間の境界面を横切る流体の流れを制限するように形成されることが好ましい。壁252は、ホルダ支持部204の比較的大きい上部開口部を画定し、この上部開口部は、少なくともホルダ100の底面106の大部分の下になるようにすることが好ましい。この上部開口部は、基板ホルダ100が特に支持するように設計されている基板16の大きさのある割合の領域を定める。この割合は、50〜120%であることが好ましいが、70〜120%、95〜120%、50〜100%、または70〜100%の範囲内にしてもよい。チャンバ260は、ベース251の上面265とホルダ100の中央部102の下面106との間に画定される。基板ホルダ100の通路240は、ホルダ100とホルダ支持部204との間に画定されたチャンバ260と、隙間領域252との間に流体連通を提供する。ホルダ支持部204は、石英などの適切な特性を有する材料、炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトまたは他の材料から組み立て得る。当業者は、ここに説明するように、材料のタイプ、厚さ、形状の適切な組み合わせを決定して、本発明の所望の目的のどの目的も達成し得る。   In the illustrated embodiment, the substrate holder support 204 includes a generally flat base 251 that extends from the upper end of the gas transport tube 144 to a generally vertical and preferably annular structure 252. The structure 252 preferably includes a wall. The substrate holder 100 can be mounted on the upper edge 262 of the vertical wall 252, preferably fixedly. The upper edge 262 is preferably formed to restrict the flow of fluid across the interface between the upper edge 262 and the lower surface 106 of the holder 100. The wall 252 preferably defines a relatively large top opening in the holder support 204 that is at least under most of the bottom surface 106 of the holder 100. This upper opening defines a certain proportion of the size of the substrate 16 that is specifically designed to be supported by the substrate holder 100. This proportion is preferably 50 to 120%, but may be in the range of 70 to 120%, 95 to 120%, 50 to 100%, or 70 to 100%. The chamber 260 is defined between the upper surface 265 of the base 251 and the lower surface 106 of the central portion 102 of the holder 100. The passage 240 of the substrate holder 100 provides fluid communication between the chamber 260 defined between the holder 100 and the holder support 204 and the gap region 252. The holder support 204 can be assembled from a material with suitable properties such as quartz, graphite coated with silicon carbide, or other material. One skilled in the art can achieve any of the desired objectives of the present invention by determining the appropriate combination of material type, thickness, and shape as described herein.

ここに示す実施形態では、基板ホルダ100は、図2〜図8に示す基板ホルダ100と実質的に同じである。しかしながら、他の基板ホルダ、特に基板16の裏面とホルダの上面との間に隙間領域252を設けた基板ホルダを使用し得ることを、当業者は理解するだろう。例えば、異なるタイプのスペーサー要素(例えば、スペーサーリップ部、ホルダ面に取り付けられるスペーサー節部またはピン、いくつかのガス流溝を有する環状リップなど)を有する基板ホルダを使用してよい。ホルダ100の凹所114と係合するようなスパイダーアームがない場合、この実施形態の目的のために、ホルダ100の凹所114を変更または省略し得ることも、当業者は理解するだろう。さらに、この実施形態では、上述の通路116、118、および120の間に関連性のある差異はない。したがって、この実施形態では、ホルダ100の通路は、上端部242および下端部244を有する通路240と総称する。前述の実施形態におけるように、通路240は、基板裏面154にガスが直接衝突することを最小限にするように角度をつけるかまたは形成されることが好ましい。   In the embodiment shown here, the substrate holder 100 is substantially the same as the substrate holder 100 shown in FIGS. However, those skilled in the art will appreciate that other substrate holders may be used, particularly substrate holders having a gap region 252 between the back surface of the substrate 16 and the top surface of the holder. For example, substrate holders having different types of spacer elements (eg, spacer lips, spacer nodes or pins attached to the holder surface, annular lips with several gas flow channels, etc.) may be used. One skilled in the art will also understand that for the purposes of this embodiment, the recess 114 in the holder 100 may be altered or omitted if there is no spider arm that engages the recess 114 in the holder 100. Further, in this embodiment, there are no relevant differences between the aforementioned passages 116, 118, and 120. Therefore, in this embodiment, the passage of the holder 100 is collectively referred to as a passage 240 having an upper end portion 242 and a lower end portion 244. As in the previous embodiment, the passage 240 is preferably angled or formed to minimize the direct impact of gas on the substrate back surface 154.

基板ホルダ100は、取り外し可能にまたは永続的に基板ホルダ支持部204に結合可能であり、基板ホルダ支持部204は、次に、ガス輸送器144に連結される。基板ホルダ100は、基板ホルダ支持部204によって、実質的にそれらの間にすべりが起こらず同時に回転するように、固定式に支持されることが好ましい。例えば、基板ホルダ100は、基板ホルダ支持部204に載せることができ、その結果、基板ホルダ100は、基板ホルダ支持部204から持ち上げ得ることが好ましい。他の実施形態では、基板ホルダ100の底面は、ホルダ支持部204の上縁と(例えば、スナップ連結、ピンまたは孔による連結、または他の適切な手段により)連結して、ホルダ100をホルダ支持部204と回転式にロックするように形成される。   The substrate holder 100 can be removably or permanently coupled to the substrate holder support 204, which is then coupled to the gas transporter 144. The substrate holder 100 is preferably supported in a fixed manner by the substrate holder support portion 204 so that substantially no slip occurs between them and the substrate holder 100 rotates at the same time. For example, it is preferable that the substrate holder 100 can be placed on the substrate holder support portion 204, and as a result, the substrate holder 100 can be lifted from the substrate holder support portion 204. In other embodiments, the bottom surface of the substrate holder 100 is connected to the upper edge of the holder support 204 (eg, by a snap connection, a pin or hole connection, or other suitable means) to support the holder 100 as a holder support. It is formed so as to lock with the portion 204 in a rotational manner.

ここに示す基板ホルダ支持部204は、ベース251と環状の垂直壁252とを含む。ベース251は、壁252からフランジ253まで延び、フランジ253は、ガス輸送器144と係合する。ここに示す実施形態では、ベース251は、フランジ253から水平方向に延び、ホルダ100の形状と概ね同様の形状である。しかしながら、ベース251は、ホルダ支持部204の一部分(例えば、壁252)が基板ホルダ100の下面106と係合するのに適するどんな形状にしてもよい。基板ホルダ支持部204の壁252は、ベース251の周縁から上方に延びる。壁252は、基板16をその上に支持した基板ホルダ100を保持し支持し得るような大きさおよび形状である。ここに示す実施形態では、壁252は、ベース251に概ね垂直方向に向けられ垂直になっている。図示していないが、壁252は、例えば、ベース251と基板ホルダ100の下面106との間の所望の距離によって、ベース251および基板ホルダ100に対してどんな角度に向けてもよい(例えば、円錐形にしてもよい)。さらに、壁252は、ベース251と基板ホルダ支持部204との間を所望の距離にするようにどんな高さにしてもよい。   The substrate holder support portion 204 shown here includes a base 251 and an annular vertical wall 252. Base 251 extends from wall 252 to flange 253, which engages gas transporter 144. In the embodiment shown here, the base 251 extends in the horizontal direction from the flange 253 and has a shape substantially similar to the shape of the holder 100. However, the base 251 may be any shape suitable for a portion of the holder support 204 (eg, the wall 252) to engage the lower surface 106 of the substrate holder 100. The wall 252 of the substrate holder support part 204 extends upward from the periphery of the base 251. The wall 252 is sized and shaped to hold and support the substrate holder 100 that supports the substrate 16 thereon. In the illustrated embodiment, the wall 252 is oriented generally perpendicular to the base 251 and is vertical. Although not shown, the wall 252 may be oriented at any angle relative to the base 251 and the substrate holder 100 (eg, a cone, for example) depending on the desired distance between the base 251 and the lower surface 106 of the substrate holder 100. It may be shaped.) Furthermore, the wall 252 may have any height so as to provide a desired distance between the base 251 and the substrate holder support 204.

ここに示す基板ホルダ支持部204は、基板16の裏面154が、ホルダ100の下に配置された放射加熱要素14(図1)に直接さらされることを妨げることが好ましい。特に、ホルダ支持部204は、ホルダ100の通路240を通る直接的な熱エネルギーを遮断する。これは、基板16に高温箇所を存在させないことに役立ち、基板16のこの高温箇所は、基板に堆積する材料層の均一性に悪影響を及ぼす恐れがある。   The substrate holder support 204 shown here preferably prevents the back surface 154 of the substrate 16 from being directly exposed to the radiant heating element 14 (FIG. 1) disposed below the holder 100. In particular, the holder support 204 blocks direct thermal energy through the passage 240 of the holder 100. This helps keep the substrate 16 free of hot spots, which can adversely affect the uniformity of the material layer deposited on the substrate.

ここに示す実施形態では、チャンバ260は、概ね円筒形である。一実施形態では、チャンバ260は、概ね一定の高さである。他の実施形態では、チャンバ260の高さは、径方向に変化する。例えば、チャンバ260の高さは、径方向外側に低くしてもよい。しかしながら、チャンバ260は、望ましく適切な高さのどんな輪郭にしてもよい。ここに示す実施形態では、ベース251および壁252の断面の輪郭は、概ねU字状である。あるいは、この輪郭は、V字状、W字状、半円形、またはそれらの組み合わせ、または他の適切などんな形状でもよい。   In the illustrated embodiment, the chamber 260 is generally cylindrical. In one embodiment, the chamber 260 has a generally constant height. In other embodiments, the height of the chamber 260 varies radially. For example, the height of the chamber 260 may be decreased radially outward. However, the chamber 260 may be any profile that is desirably suitable height. In the embodiment shown here, the cross-sectional outlines of the base 251 and the wall 252 are generally U-shaped. Alternatively, the contour may be V-shaped, W-shaped, semi-circular, or combinations thereof, or any other suitable shape.

ベース251および壁252の大きさおよび形状は、チャンバ260を所望の大きさおよび形状にするために変更し得る。ここに示す実施形態では、例えば、基板ホルダ支持部204は、チャンバ260が壁252の高さと等しい実質的に均一な高さの概ね円筒形となるような、概ねボウル状またはカップ状である。壁252の縁または上部262を望ましい配置にすることによりベース251の直径を選択し得る。ここに示す実施形態(図9)では、ベース251の大きさは、壁252が通路240の全ての径方向外側に配置されるような大きさである。   The size and shape of base 251 and wall 252 can be varied to make chamber 260 the desired size and shape. In the illustrated embodiment, for example, the substrate holder support 204 is generally bowl-shaped or cup-shaped such that the chamber 260 is generally cylindrical with a substantially uniform height equal to the height of the wall 252. The diameter of the base 251 can be selected by placing the edges or top 262 of the wall 252 in the desired arrangement. In the embodiment shown here (FIG. 9), the size of the base 251 is such that the wall 252 is disposed on all radially outer sides of the passage 240.

基板ホルダ支持部204は、ガス輸送器144の上端部または出口143に装着し得る。一実施形態では、ガス輸送器144は、中空の管状部材であり、この管状部材は、流体(例えば、洗浄ガスおよび/または不活性ガス)を基板ホルダ支持部204に供給する。管144は、管通路210を含み、この管通路210は、管144を通ってチャンバ260へ延びる。ガス輸送器144は、ホルダ支持部204、ホルダ100、および基板16を同時に回転させるように回転し得ることが好ましい。任意選択的に、ホルダ100、ホルダ支持部204、および基板16を上方および/または下方へ移動させるように、ガス輸送器144を垂直方向に移動させ得る。基板16が基板支持システム200に配置されていないとき、ガス輸送器144は、ホルダ100およびホルダ支持部204を移動させ得ることが理解されるだろう。   The substrate holder support 204 can be attached to the upper end or outlet 143 of the gas transporter 144. In one embodiment, the gas transporter 144 is a hollow tubular member that supplies a fluid (eg, a cleaning gas and / or an inert gas) to the substrate holder support 204. The tube 144 includes a tube passage 210 that extends through the tube 144 to the chamber 260. The gas transporter 144 is preferably capable of rotating so as to rotate the holder support 204, the holder 100, and the substrate 16 simultaneously. Optionally, the gas transporter 144 may be moved vertically to move the holder 100, holder support 204, and substrate 16 upward and / or downward. It will be appreciated that the gas transporter 144 can move the holder 100 and the holder support 204 when the substrate 16 is not located in the substrate support system 200.

ここに示す実施形態では、比較的狭い通路240によって、隙間領域152とチャンバ260との間を流体連通させ得る。すなわち、ガスは、隙間領域152とチャンバ260との間を通路240を介して移動し得る。他の実施形態では、このような流体連通は、溝穴付きリングまたはホルダ100の中央部102の単一の大きな孔などの他のタイプの通路によって、有効にし得る。   In the illustrated embodiment, a relatively narrow passage 240 may provide fluid communication between the gap region 152 and the chamber 260. That is, the gas can move between the gap region 152 and the chamber 260 via the passage 240. In other embodiments, such fluid communication may be enabled by other types of passages such as a slotted ring or a single large hole in the central portion 102 of the holder 100.

基板ホルダ100および基板ホルダ支持部204は、熱膨張係数が同じまたは異なる材料からなり得る。一実施形態では、ホルダ100およびホルダ支持部204は、ホルダ100の下面106と壁252の上部262との間の相対移動を減少させるように、熱膨張係数が同じである。   The substrate holder 100 and the substrate holder support portion 204 can be made of materials having the same or different coefficients of thermal expansion. In one embodiment, the holder 100 and the holder support 204 have the same coefficient of thermal expansion so as to reduce relative movement between the lower surface 106 of the holder 100 and the upper portion 262 of the wall 252.

一実施形態では、ホルダ支持部204の壁252の上部262と、ホルダ100の下面106との間の摩擦係合によって、ホルダ支持部204に対するホルダ100の位置が維持される。ホルダ100は、ガス輸送器144の回転軸を中心として配置されることが好ましい。任意選択的に、ホルダ100は、それ自体をホルダ支持部204に対して中心に配置するための手段を具え得る。例えば、下面106に、隆起または溝を具える場合があり、この隆起または溝は、上部262と係合するように形成されて、ホルダ100のホルダ支持部204に対する位置を、所望の位置のままにすることまたは所望の位置に移動することを保証する。上部262および下面106の少なくとも一方は、特にホルダ100およびホルダ支持部204を回転させている間にホルダ100とホルダ支持部204との間のすべりを妨げるための突起、スプライン、溝、粗面、または面の他の特徴を具え得る。任意選択的に、チャンバ260の完全な状態を維持するために、上部262と下面106との間にシールを形成してもよい。例えば、シールは、下部リアクタチャンバ4内の加工ガスがチャンバ260内に入ることを抑制するかまたは妨げ得る。   In one embodiment, the position of the holder 100 relative to the holder support 204 is maintained by frictional engagement between the upper portion 262 of the wall 252 of the holder support 204 and the lower surface 106 of the holder 100. It is preferable that the holder 100 is disposed around the rotation axis of the gas transporter 144. Optionally, the holder 100 may comprise means for centering itself relative to the holder support 204. For example, the lower surface 106 may include a ridge or groove that is formed to engage the upper portion 262 so that the position of the holder 100 relative to the holder support 204 remains the desired position. Or move to the desired position. At least one of the upper portion 262 and the lower surface 106 is provided with a protrusion, a spline, a groove, a rough surface, or the like for preventing slippage between the holder 100 and the holder support portion 204, particularly while rotating the holder 100 and the holder support portion 204. Or may have other features on the face. Optionally, a seal may be formed between the upper portion 262 and the lower surface 106 to maintain the integrity of the chamber 260. For example, the seal may inhibit or prevent processing gas in the lower reactor chamber 4 from entering the chamber 260.

ここに示す実施形態では、基板ホルダ100、基板ホルダ支持部204、およびガス輸送器144は、後述する裏面堆積を抑制するように形成される。基板処理中に、不活性ガスが、ガス輸送器144を通って上方へチャンバ260内に導かれる。不活性ガスは、チャンバ260中を流れチャンバ260を満たす。不活性ガスのいくらかは、通路240から隙間領域152内へ流れる。隙間領域152内の不活性ガスは、「ガスカーテン」を形成し、この「ガスカーテン」は、基板16の上方の上部リアクタチャンバ2内の処理ガスが、基板縁17の周りを隙間領域152へ流出することを抑制しまたは妨げる。特に、隙間領域152内の不活性ガスは、基板16の上方のチャンバ2内の処理ガスと比較して少なくとも若干高い圧力なので、基板ホルダ100と基板縁17の周りの基板16との間を上方へ流れやすい。ここに示す実施形態では、不活性ガスは、図2〜図8の実施形態に関連して上述したように、スペーサー羽根124同士の間のチャネル126(図5、図6)を通って径方向外側へ流れることにより、隙間領域152を出て、次に基板縁17の周りを上方へ流れる。さらに、上述のように、角度をつけたスペーサー羽根124は、不活性ガスがチャネル126内を径方向外側に流れることを促進し、このことによって、ガス(反応ガスまたは不活性ガス)がそれらの間を径方向内側に流れることが実質的に抑制されるかまたは妨げられる。   In the embodiment shown here, the substrate holder 100, the substrate holder support part 204, and the gas transporter 144 are formed so as to suppress back surface deposition described later. During substrate processing, an inert gas is directed upward through the gas transporter 144 into the chamber 260. Inert gas flows through chamber 260 and fills chamber 260. Some of the inert gas flows from the passage 240 into the gap region 152. The inert gas in the gap region 152 forms a “gas curtain” that allows the processing gas in the upper reactor chamber 2 above the substrate 16 to pass around the substrate edge 17 to the gap region 152. Control or prevent spillage. In particular, the inert gas in the gap region 152 is at least slightly higher in pressure than the process gas in the chamber 2 above the substrate 16, so that there is an upward gap between the substrate holder 100 and the substrate 16 around the substrate edge 17. Easy to flow to. In the illustrated embodiment, the inert gas is radially directed through the channel 126 (FIGS. 5 and 6) between the spacer blades 124 as described above in connection with the embodiment of FIGS. By flowing outward, it leaves the gap region 152 and then flows upward around the substrate edge 17. Further, as described above, the angled spacer vanes 124 facilitate the flow of inert gas radially outwardly through the channel 126, thereby allowing the gas (reactive gas or inert gas) to flow through them. Flowing radially inward between is substantially suppressed or prevented.

隙間領域152内の圧力が高過ぎる場合、基板16は、望ましくないことだが、基板ホルダ100に対して持ち上がりかつ/または摺動する場合がある。隙間領域152内の圧力が低過ぎる場合、基板16の上方の反応ガスは、基板縁17の周りから隙間領域152内へ流出する恐れがある。隙間領域152の不活性ガスの圧力は、上部リアクタチャンバ2内の反応ガスの圧力よりも若干または実質的に高いが、基板16が基板ホルダ100に対して持ち上がりかつ/または摺動するほど高くはならないことが好ましい。隙間領域152内のガスの圧力を選択する際、その目的は、基板を(局所的にまたは違った風に)冷却する、あるいは基板が持ち上がるまたは摺動する実質的な危険を招かずに、基板縁17の周りにおけるチャンバ2から隙間領域152内への反応ガスの流れを実質的に妨げるかまたは減少させることである。当業者は、これらを考慮した上で、隙間領域152内の適切なガス圧力を選択し得るだろう。一実施形態では、チャンバ260内に流れる不活性ガスを、通常、0.4〜2.0slmという比較的低い流量で供給することが考えられる。好ましい実施では、チャンバ2内の反応ガスは、基板処理中に隙間領域152内へ殆どまたは全く流れない。   If the pressure in the gap region 152 is too high, the substrate 16 may lift and / or slide relative to the substrate holder 100, which is undesirable. If the pressure in the gap region 152 is too low, the reaction gas above the substrate 16 may flow out from around the substrate edge 17 into the gap region 152. The pressure of the inert gas in the gap region 152 is slightly or substantially higher than the pressure of the reaction gas in the upper reactor chamber 2, but is so high that the substrate 16 is lifted and / or slid relative to the substrate holder 100. It is preferable not to be. In selecting the pressure of the gas in the gap region 152, the purpose is to cool the substrate (locally or differently), or without incurring the substantial risk of the substrate lifting or sliding. To substantially prevent or reduce the flow of reactant gas from the chamber 2 around the edge 17 into the gap region 152. Those skilled in the art will be able to select an appropriate gas pressure within the gap region 152 taking these into account. In one embodiment, it can be envisaged that the inert gas flowing into the chamber 260 is supplied at a relatively low flow rate, typically 0.4 to 2.0 slm. In the preferred implementation, little or no reactive gas in the chamber 2 flows into the gap region 152 during substrate processing.

不活性ガスを直接基板ホルダ100の通路116(図2、図3、図8)内へ導く、上述のガス輸送用スパイダー22と比較して、基板ホルダ支持部204は、基板16の局所的冷却を減少させることが好ましい。これは、ガス輸送用スパイダー22が不活性ガスの噴出を直接基板裏面154の特定の場所に導くが、ホルダ支持部204はそうしないことによる。ホルダ支持部204は、通路240の中をさらにゆっくりと不活性ガスを移動させ得ることに役立ち、その結果、ガスは、その程度の勢いでは基板裏面154に衝突しない。   Compared to the gas transport spider 22 described above, which directs the inert gas directly into the passage 116 (FIGS. 2, 3 and 8) of the substrate holder 100, the substrate holder support 204 provides localized cooling of the substrate 16. Is preferably reduced. This is because the gas transport spider 22 guides the ejection of the inert gas directly to a specific location on the back surface 154 of the substrate, but the holder support portion 204 does not. The holder support 204 helps to move the inert gas more slowly through the passage 240 so that the gas does not impinge on the substrate back surface 154 at that momentum.

図1を参照すると、上述のように、リアクタ10の仕切り36は、反応ガスが上部リアクタチャンバ2から下部チャンバ4内へ流れることを全く妨げないことが多い。いくつかの先行技術のシステムでは、基板ホルダの下のこのような反応ガスは、基板裏面に流れその上に堆積する場合がある。しかしながら、図9および図10に示す基板支持システム200は、この問題を解決する。基板ホルダ支持部204は、チャンバ4内のこのような反応ガスが通路240から隙間領域152内に流れることを実質的に抑制するかまたは妨げることが好ましい。特に、ベース251および環状の壁252が、これらの反応ガスのチャンバ260内への流れを抑制する。任意選択的に、下部チャンバ4内の反応ガスが壁252の上部262と基板ホルダの下面106との間からチャンバ260内へ流出することを妨げるかまたは抑制するのに十分な圧縮を、チャンバ260内の不活性ガスに対して行い得る。例えば、チャンバ260内における不活性ガスの圧力は、少なくとも下部チャンバ4内のガスの圧力と同じかまたは若干高い圧力に維持し得る。さらに、本システム200は、その代わりに、上部チャンバ2と下部チャンバ4とを隔てる仕切り36を具えていないリアクタ10内において使用し得る。仕切り36を省略することによって、コストおよび複雑さが低減され、失透および望ましくない石英仕切り36へのコーティングなどのいくつかの加工の問題が回避され得る。   Referring to FIG. 1, as described above, the partition 36 of the reactor 10 often does not prevent any reaction gas from flowing from the upper reactor chamber 2 into the lower chamber 4 at all. In some prior art systems, such reactive gases under the substrate holder may flow to the substrate backside and deposit on it. However, the substrate support system 200 shown in FIGS. 9 and 10 solves this problem. The substrate holder support 204 preferably substantially suppresses or prevents such reactive gas in the chamber 4 from flowing from the passage 240 into the gap region 152. In particular, the base 251 and the annular wall 252 suppress the flow of these reaction gases into the chamber 260. Optionally, sufficient compression to prevent or inhibit reaction gas in the lower chamber 4 from flowing into the chamber 260 from between the upper portion 262 of the wall 252 and the lower surface 106 of the substrate holder. Can be performed on the inert gas. For example, the pressure of the inert gas in the chamber 260 may be maintained at a pressure that is at least equal to or slightly higher than the pressure of the gas in the lower chamber 4. Furthermore, the present system 200 may instead be used in a reactor 10 that does not include a partition 36 that separates the upper chamber 2 and the lower chamber 4. By omitting partition 36, cost and complexity are reduced and some processing problems such as devitrification and undesirable coating on quartz partition 36 may be avoided.

基板支持システム200はまた、基板裏面154からの自然酸化層の除去を促進する。酸化層は、(Hなどの)洗浄ガスを、ガス輸送器144を通って上方へ噴射することにより、基板裏面154から除去し得る。過剰の洗浄ガス、および酸化物除去による副生成物は、基板縁17の周りを上方へ上部リアクタチャンバ2内に流すことにより、システム200から排出し得る。基板ホルダ100の回転は、洗浄ガス、および酸化物除去による副生成物をこのように流すことに役立ち得る。一般に、追加の洗浄ガスを上部チャンバ2内の基板16の上方に同時に供給して、同時に基板16の表面155から酸化層を除去する。 The substrate support system 200 also facilitates the removal of the native oxide layer from the substrate back surface 154. The oxide layer may be removed from the substrate back surface 154 by injecting a cleaning gas (such as H 2 ) upward through the gas transporter 144. Excess cleaning gas and by-products from oxide removal may be exhausted from the system 200 by flowing upwards around the substrate edge 17 into the upper reactor chamber 2. The rotation of the substrate holder 100 can help in this way flow of cleaning gas and by-products from oxide removal. In general, additional cleaning gas is simultaneously supplied above the substrate 16 in the upper chamber 2 to simultaneously remove the oxide layer from the surface 155 of the substrate 16.

基板支持システム200を流れる不活性ガスは、水素ガスなどのシリコン非含有不活性ガスであることが好ましい。水素ガスは、不活性パージまたはスイープガス、および洗浄ガスとして作用し得ることが理解されるだろう。ある温度条件のもとシリコンウエハ16上に酸化層がないとき、水素ガスは不活性である。酸化層(SiO)がシリコンウエハ16上にあるとき、水素ガスは、酸化層を化学的に還元して、酸素を除去し、ウエハ面上にシリコンを残しておく。一実施形態では、不活性ガスは、ほぼ全てが水素である。しかしながら、他の一つのガスまたは複数のガスを基板支持システム200中に流してよい。 The inert gas flowing through the substrate support system 200 is preferably a silicon-free inert gas such as hydrogen gas. It will be appreciated that hydrogen gas can act as an inert purge or sweep gas and as a cleaning gas. When there is no oxide layer on the silicon wafer 16 under certain temperature conditions, the hydrogen gas is inactive. When the oxide layer (SiO 2 ) is on the silicon wafer 16, the hydrogen gas chemically reduces the oxide layer to remove oxygen and leave silicon on the wafer surface. In one embodiment, the inert gas is substantially all hydrogen. However, other gas or gases may flow through the substrate support system 200.

ガス輸送器144を通ってチャンバ260および隙間領域152内へ流れるガスの圧力および流量は、基板16、基板ホルダ100、およびホルダ支持部204の大きさおよび形状に基づいて調整し得る。ガスの圧力および流量はまた、下部リアクタチャンバ4内における、ガスの流れのパラメータおよび特性に基づいて調整し得る。このことは、当然ながら、複数の通路240のどの通路が、ホルダ支持部204の環状壁252の径方向外側に配置された下端部244(例えば、後述の図11)を有するか否かにより異なる。   The pressure and flow rate of the gas flowing through the gas transporter 144 into the chamber 260 and the gap region 152 may be adjusted based on the size and shape of the substrate 16, substrate holder 100, and holder support 204. The gas pressure and flow rate may also be adjusted based on gas flow parameters and characteristics in the lower reactor chamber 4. This naturally depends on which of the plurality of passages 240 has a lower end portion 244 (for example, FIG. 11 described later) disposed on the radially outer side of the annular wall 252 of the holder support portion 204. .

図11に、本発明の他の実施形態に係る基板支持システム300を示す。本システム300の要素の多くは、上述の基板支持システム200と同様であり、よって、詳述はしない。後述するように、基板支持システム300は、なお、基板裏面の堆積を妨げるかまたはその程度をかなり低くしながらも、オートドーピングをさらに効果的に減少させる。   FIG. 11 shows a substrate support system 300 according to another embodiment of the present invention. Many of the elements of the system 300 are similar to the substrate support system 200 described above, and thus will not be described in detail. As described below, the substrate support system 300 still more effectively reduces autodoping while preventing or significantly reducing the backside deposition of the substrate.

基板支持システム300は、基板ホルダ100を支持する大きさおよび形状である基板ホルダ支持部304を含む。上述のように、ホルダ支持部304は、ガス輸送器(例えば、回転可能な垂直の管)の上端部または入口に取り付けられるように形成されたフランジ253を含む。ホルダ支持部304の大きさは、少なくとも1つの通路340の下部開口部344の配置が、開口部344から下方へ流出するガスがチャンバ260内へ流入しないような配置になる大きさである。ここに示す実施形態では、開口部344は、環状壁252の径方向外側に配置され、この環状壁252は、概ね円形であることが好ましい。通路240の複数の下部開口部344からなる少なくとも1つの完全なセットまたはリングは、開口部344から流出するガスがチャンバ260内に流入しないように(例えば、開口部344が全て環状壁252の径方向外側に)配置されることが好ましい。任意選択的に、複数の通路340からなる複数のリングである下部開口部344は、環状壁252の径方向外側に配置される。複数の通路340からなるこの少なくとも1つの最も外側のセットまたはリングは、基板ホルダ100の周縁領域中に実質的に均等に配置されることが好ましい。基板処理中に、少なくとも1つの通路340からなるセットまたはリングを通って下方へ流れる不活性ガスは、後述するように、拡散するドーパント原子の殆どまたは実質的に全てを、隙間領域152から基板ホルダ100の下のリアクタの下部チャンバ4へ押し流す。あるいは、基板ホルダ支持部304の径方向外側に配置された通路340は、ベースプレート251の周縁の周りに不規則な間隔をおいて配置してよい。以下の説明において、参照番号240は、ガスをホルダ支持部304内へ排出するように下端部または開口部244が配置される通路を指し、参照番号340は、ホルダ支持部304の外側のチャンバ4にガスを排出するように下端部または開口部344が配置される通路を指す。   The substrate support system 300 includes a substrate holder support 304 that is sized and shaped to support the substrate holder 100. As described above, the holder support 304 includes a flange 253 that is configured to be attached to the upper end or inlet of a gas transporter (eg, a rotatable vertical tube). The size of the holder support portion 304 is such that the arrangement of the lower opening 344 of the at least one passage 340 is such that gas flowing downward from the opening 344 does not flow into the chamber 260. In the embodiment shown here, the opening 344 is disposed radially outward of the annular wall 252 and the annular wall 252 is preferably generally circular. The at least one complete set or ring of the plurality of lower openings 344 of the passage 240 prevents the gas exiting the openings 344 from flowing into the chamber 260 (eg, all the openings 344 have the diameter of the annular wall 252). It is preferable to be arranged (outside in the direction). Optionally, the lower opening 344, which is a plurality of rings comprising a plurality of passages 340, is disposed radially outward of the annular wall 252. This at least one outermost set or ring comprising a plurality of passages 340 is preferably arranged substantially evenly in the peripheral region of the substrate holder 100. During substrate processing, the inert gas flowing down through the set or ring of at least one passage 340 removes most or substantially all of the diffusing dopant atoms from the gap region 152, as described below. Push into lower chamber 4 of reactor below 100. Alternatively, the passages 340 arranged on the outer side in the radial direction of the substrate holder support 304 may be arranged at irregular intervals around the periphery of the base plate 251. In the following description, reference numeral 240 refers to a passage in which a lower end or opening 244 is arranged to discharge gas into the holder support 304, and reference numeral 340 refers to the chamber 4 outside the holder support 304. A passage in which a lower end portion or an opening portion 344 is disposed so as to discharge the gas.

作動時に、不活性ガスは、ガス輸送器を通ってフランジ入口253に給送され得る。不活性ガスは、上方へ、基板ホルダ支持部304と基板ホルダ100との間に画定されるチャンバ260内に流れる。次に、不活性ガスは、通路240を通って基板ホルダ100上方の隙間領域152内へ流れる。不活性ガスは、隙間領域152全体を流れ、隙間領域152を実質的に満たす。隙間領域152内における不活性ガスのかなりの部分は、通路340を通って下方へ下部リアクタチャンバ4内に流れる。したがって、隙間領域152は、チャンバ4とチャンバ260とを流体連通させている。通路340の数および配置は、隙間領域152および/またはチャンバ4内の不活性ガスの望ましい流れのパラメータに基づいて決定し得る。基板16を通って拡散し、基板裏面154から流出するドーパント原子は、不活性ガスを通路340からチャンバ4内に下方へ流すことにより、隙間領域152から実質的に押し流すことが好ましい。これによって、基板16の上面へのオートドーピングの量が実質的に妨げられるかまたは減少する。隙間領域152内における不活性ガスの圧力は、不活性ガスが通路340からチャンバ4内に強制的に流れるように、チャンバ4内の圧力より若干または実質的に高いことが好ましい。好ましい実施では、チャンバ4内のガスは、通路340から隙間領域152内に殆ど流れないか全く流れない。   In operation, inert gas can be delivered to the flange inlet 253 through the gas transporter. The inert gas flows upward into a chamber 260 defined between the substrate holder support 304 and the substrate holder 100. Next, the inert gas flows through the passage 240 into the gap region 152 above the substrate holder 100. The inert gas flows through the entire gap region 152 and substantially fills the gap region 152. A significant portion of the inert gas in the gap region 152 flows down into the lower reactor chamber 4 through the passage 340. Accordingly, the gap region 152 provides fluid communication between the chamber 4 and the chamber 260. The number and arrangement of the passages 340 may be determined based on the desired flow parameters of the inert gas in the gap region 152 and / or the chamber 4. The dopant atoms that diffuse through the substrate 16 and flow out of the substrate back surface 154 are preferably substantially swept away from the gap region 152 by flowing an inert gas downward from the passage 340 into the chamber 4. This substantially prevents or reduces the amount of autodoping on the top surface of the substrate 16. The pressure of the inert gas in the gap region 152 is preferably slightly or substantially higher than the pressure in the chamber 4 such that the inert gas is forced into the chamber 4 from the passage 340. In the preferred implementation, little or no gas in the chamber 4 flows from the passage 340 into the gap region 152.

引き続き図11を参照すると、隙間領域152内の不活性ガスのいくらかは、スペーサー羽根124のリング110を通って径方向外側に、そして基板縁17の周りを上方へ流れる場合がある(図5、図6)。不活性ガスのこの部分は、拡散するドーパント原子のいくらかを上部リアクタチャンバ2内に上方へ押し流すことができ、このことは、オートドーピングの危険を招く。このオートドーピングの危険性は、通路340の大きさを羽根124のチャネル126(図5、図6)の大きさに対して調節することにより、低下させ得る。各通路340の最も狭い断面の合計が、各チャネル126の最も狭い断面の合計よりも大きい場合、不活性ガスは、隙間領域152を出て、チャネル126からというよりは通路340から出て行くことを「選ぶ」傾向になるだろう。換言すれば、複数の通路340が、合計して、チャネル126よりも幅の広い流路に(すなわち、流れの断面積がより広く)なる場合、オートドーピングの危険性は低下する。オートドーピングの危険性は、通路340の流路の幅とチャネル126の流路の幅との間の不均衡が増すと、さらに低下することを、当業者は理解するだろう。   With continued reference to FIG. 11, some of the inert gas in the gap region 152 may flow radially outwardly through the ring 110 of the spacer vane 124 and upward around the substrate edge 17 (FIG. 5, FIG. 6). This part of the inert gas can drive some of the diffusing dopant atoms upwards into the upper reactor chamber 2, which poses a risk of autodoping. This risk of autodoping can be reduced by adjusting the size of the passage 340 relative to the size of the channel 126 of the vane 124 (FIGS. 5 and 6). If the sum of the narrowest cross sections of each passage 340 is greater than the sum of the narrowest cross sections of each channel 126, the inert gas exits the gap region 152 and exits the passage 340 rather than the channel 126. Will tend to “choose”. In other words, if the plurality of passages 340 add up to a wider flow path than the channel 126 (ie, the flow cross-sectional area is wider), the risk of autodoping is reduced. Those skilled in the art will appreciate that the risk of autodoping further decreases as the imbalance between the channel width of the passage 340 and the channel 126 channel increases.

上述のように、スペーサー羽根124のリング110は、任意選択的に堅固な基板支持棚状部と入れ替えてよい。これらの2つの選択肢から選択する際に、当業者は、ウエハにおける温度の均一性に対する必要を、オートドーピングを減少させる必要と釣り合わせることができる。堅固な支持棚状部は、もしそれがなければ基板縁17の周りに流出してしまうドーパント原子の流れを遮断することから、オートドーピングをより起こりにくくすることができる。スペーサー羽根124は、基板ホルダと基板16との間の熱伝導を最小限にするので、温度の均一性が改善される。羽根124を使用するときでさえ、システムを強制的に流れる不活性ガスの流量を増加させることにより、オートドーピングを適切に減少させ得ることに、留意すべきである。ある実施において、堅固な基板支持棚上部が、裏面堆積をさらによく抑制し得ることも理解されるだろう。   As described above, the ring 110 of the spacer blade 124 may optionally be replaced with a rigid substrate support shelf. In selecting from these two options, one skilled in the art can balance the need for temperature uniformity in the wafer with the need to reduce autodoping. A rigid support shelf can make autodoping less likely because it blocks the flow of dopant atoms that would otherwise flow around the substrate edge 17. The spacer blade 124 minimizes heat conduction between the substrate holder and the substrate 16, thus improving temperature uniformity. It should be noted that even when using vanes 124, autodoping can be adequately reduced by increasing the flow of inert gas that forces the system through. It will also be appreciated that in certain implementations, a rigid substrate support shelf top can better control backside deposition.

引き続き図11を参照すると、オートドーピングの危険性はまた、領域152、2、および4の圧力を適切に制御することにより、低下させ得る。隙間領域152の不活性ガスの圧力は、上部リアクタチャンバ2および下部リアクタチャンバ4内の圧力より大きいことが好ましい。もしそうでなければ、不活性ガスは、チャンバ2および4内へ流れない。任意選択的に、上部チャンバ2内の圧力は、下部チャンバ4内の圧力よりも若干または実質的に高く維持して、その結果、隙間領域152内の不活性ガスは、スペーサー羽根124のリング110(図5、図6)というよりも通路340を通って流れることが好ましい。   With continued reference to FIG. 11, the risk of autodoping can also be reduced by properly controlling the pressures in regions 152, 2, and 4. The pressure of the inert gas in the gap region 152 is preferably larger than the pressure in the upper reactor chamber 2 and the lower reactor chamber 4. If not, the inert gas will not flow into chambers 2 and 4. Optionally, the pressure in the upper chamber 2 is maintained slightly or substantially higher than the pressure in the lower chamber 4 so that the inert gas in the gap region 152 is allowed to flow through the ring 110 of the spacer vane 124. It is preferable to flow through the passage 340 rather than (FIGS. 5 and 6).

当然ながら、不活性ガスの殆どを、通路340を通って隙間領域から出すという目標は、上部チャンバ2から反応ガスの裏面堆積を妨げるように、不活性ガスのいくらかをスペーサー羽根124のリング110の中に流すという達成し得る目標と適切に釣り合わせることが好ましい。通路140およびチャネル126の大きさと、領域152、2、および4の圧力とを調節する際に、当業者は、基板支持システム300の実施の際にこれらの目標を適切に釣り合わせるだろう。   Of course, the goal of letting most of the inert gas out of the gap region through the passage 340 is to allow some of the inert gas to be removed from the ring 110 of the spacer vane 124 so as to prevent backside deposition of reactant gas from the upper chamber 2. It is preferable to properly balance the achievable goal of flowing through. In adjusting the size of the passage 140 and channel 126 and the pressure in the regions 152, 2, and 4, those skilled in the art will appropriately balance these goals during the implementation of the substrate support system 300.

図11の基板支持システム300はまた、反応ガスを下方へ通路340を通って押し流すことにより、裏面堆積を実質的に妨げ得る。上部リアクタチャンバ2からの反応ガスは、特に隙間領域152内の不活性ガスが羽根124のリング110(図5、図6)を通って径方向外側に流れない場合、基板縁17と基板ホルダ100の肩状部108との間を下方に流出し得る。このような反応ガスが、羽根124同士の間のチャネル126を通って径方向内側に流れる場合、不活性ガスの強制的な流れは、反応ガスの実質的にすべてを通路340から下方へ下部リアクタチャンバ4内に押し流すことが好ましい。このように、システム300は、流出する反応ガスが基板16の裏面154に堆積することを実質的に妨げるかまたはその程度を低下させる。複数の通路340からなる少なくとも1つのリングまたはセットは、断熱溝30に非常に接近させて配置されて、反応ガスが堆積する場合がある基板裏面154の周縁の面積を最小限にすることが好ましい。複数の通路340からなる最も外側のリングまたはセットは、裏面に堆積するどんな反応ガスも、基板16の除外ゾーン内のみに堆積するように配置されることが好ましい。   The substrate support system 300 of FIG. 11 can also substantially prevent backside deposition by forcing reactive gases down through the passage 340. The reaction gas from the upper reactor chamber 2 is particularly suitable when the inert gas in the gap region 152 does not flow radially outward through the ring 110 of the vane 124 (FIGS. 5 and 6). It is possible to flow downward between the shoulder portions 108 of the two. When such a reactive gas flows radially inward through the channel 126 between the vanes 124, the forced flow of inert gas causes substantially all of the reactive gas to flow downwardly from the passage 340 into the lower reactor. It is preferable to flush into the chamber 4. As such, the system 300 substantially prevents or reduces the extent to which the outflowing reactive gas deposits on the back surface 154 of the substrate 16. Preferably, at least one ring or set of multiple passages 340 is placed in close proximity to the thermal insulation groove 30 to minimize the peripheral area of the substrate back surface 154 where reaction gases may be deposited. . The outermost ring or set of passages 340 is preferably arranged so that any reaction gas deposited on the backside is deposited only in the exclusion zone of the substrate 16.

一実施形態では、基板支持システム300は、下部開口部344を有する唯一の通路340が配置されるように形成され、この配置は、下部開口部344から下方へ流出するガスが、基板ホルダ支持部304の外側において下部リアクタチャンバ4内へ流れるようなものである。図11に関連して、環状壁252の径方向外側にある下端部344を有する、唯一の通路340が存在することが好ましい。好ましい実施において、単一の通路340を通って下方に流れる不活性ガスは、外方拡散するドーパント原子の殆どまたは実質的に全てを隙間領域152から下部チャンバ4へ押し流す。本システム300内に唯一の通路340があるだけなので、ドーパント原子および/または下方に流出する反応ガスを単一の通路340内にさらに効果的に押し流すためには、(図9および図10に示したシステム200の不活性ガスの圧力に比べて)さらに高い圧力で不活性ガスをホルダ支持部304内に注入することが好ましい。単一の通路340の大きさをある程度大きくすることも好ましい。唯一の通路340を有するこの実施形態によって、より多くの不活性ガスが基板縁17の周りを上方に流れることになって、それにより、反応ガスの裏面堆積がより効果的に妨げられるかまたは減少することが好ましい。   In one embodiment, the substrate support system 300 is formed such that a single passage 340 having a lower opening 344 is disposed, which allows gas flowing out of the lower opening 344 to flow downward. Such that it flows into the lower reactor chamber 4 outside 304. With reference to FIG. 11, there is preferably only one passage 340 having a lower end 344 that is radially outward of the annular wall 252. In a preferred implementation, the inert gas flowing down through the single passage 340 forces most or substantially all of the outwardly diffusing dopant atoms from the gap region 152 to the lower chamber 4. Since there is only one passage 340 in the present system 300, in order to more effectively push dopant atoms and / or reactant gases flowing downward into the single passage 340 (shown in FIGS. 9 and 10). Preferably, the inert gas is injected into the holder support 304 at a higher pressure (compared to the inert gas pressure of the system 200). It is also preferable to increase the size of the single passage 340 to some extent. With this embodiment having only one passage 340, more inert gas will flow upward around the substrate edge 17, thereby more effectively preventing or reducing the backside deposition of reactive gases. It is preferable to do.

基板ホルダ支持部204のフランジ入口253内に上方へ洗浄ガスを注入することにより酸化層を基板裏面154から除去するために、基板支持システム300を使用し得ることが理解されるだろう。洗浄ガスは、チャンバ260および通路240を通って上方に流れて、酸化層を裏面154から除去する。過剰な洗浄ガスおよび酸化物除去による副生成物が、下方へ通路340を通って下部チャンバ4内へかつ/またはスペーサー羽根124のリング110を通って上部チャンバ2内へ径方向外側に流れることにより、システム300を出て行く。洗浄ガスもチャンバ2内に同時に導入して、基板16の表面155から酸化層を除去し得る。   It will be appreciated that the substrate support system 300 may be used to remove the oxide layer from the substrate back surface 154 by injecting a cleaning gas upward into the flange inlet 253 of the substrate holder support 204. The cleaning gas flows upward through the chamber 260 and passage 240 to remove the oxide layer from the back surface 154. By-products from excess cleaning gas and oxide removal flow radially outwardly into the lower chamber 4 through the passage 340 and / or through the ring 110 of the spacer blade 124 into the upper chamber 2. Exit the system 300. A cleaning gas may also be introduced simultaneously into the chamber 2 to remove the oxide layer from the surface 155 of the substrate 16.

上述の実施形態200(図9および図10)と実施形態300(図11)とに関して、基板ホルダ支持部204、304は、基板ホルダ100内においてガスを種々の数の通路の下端部内に上方へ輸送するように形成され得る。この数は、少なくとも9つであるが、9〜250、6〜225、20〜250,50〜200、100〜200、または100〜250の範囲内であり得ることが好ましい。   With respect to the above-described embodiment 200 (FIGS. 9 and 10) and embodiment 300 (FIG. 11), the substrate holder supports 204, 304 allow gas to flow upward into the lower ends of various numbers of passages within the substrate holder 100. Can be configured to transport. This number is at least 9, but can preferably be in the range of 9-250, 6-225, 20-250, 50-200, 100-200, or 100-250.

基板支持システムの3つの異なる包括的な実施形態を上に説明した。すなわち、(1)中空の支持スパイダー22を含むシステム140(図7および図8)と、(2)基板ホルダ支持部204を含むシステム200(図9および図10)であって、当該基板ホルダ支持部204では、基板ホルダ100の複数の通路240の全てがチャンバ260と流体連通し、当該チャンバ260は、ホルダ100とホルダ支持部204との間に画定されている、システム200と、(3)基板ホルダ支持部304を含むシステム300(図11)であって、当該基板ホルダ支持部304では、ホルダ100の1つまたはそれ以上の通路340が、チャンバ260の外側においてガスを下部リアクタチャンバ4内に下方へ排出するように配置された、システム300とである。これらの実施形態が、相互にいくらか異なる利点を提供することを、本明細書における教示から当業者は理解するだろう。システム140が、オートドーピングに対して最も有効であると思われる。その理由は、外方拡散するドーパント原子を下部チャンバ4内に下方に押し流し得る通路118および120が比較的多くあることである。システム200は、裏面堆積に対して最も有効であると思われる。ホルダ支持部204内へ注入される不活性ガス用の流出路のみが、スペーサー羽根124のリング110から径方向外側にあるからであって、これによって、反応ガスが基板縁17の周りを下方へ流れることがよりよく抑制され得る。さらに、ホルダ支持部204のベース251は、ホルダ100の複数の通路240の全ての下端部244を覆い、これにより、下部リアクタチャンバ4内の反応ガスがこのような通路を通って上方に基板裏面154に流れることが妨げられる。   Three different generic embodiments of the substrate support system have been described above. That is, (1) a system 140 (FIGS. 7 and 8) including a hollow support spider 22 and (2) a system 200 (FIGS. 9 and 10) including a substrate holder support portion 204, which supports the substrate holder. In part 204, all of the plurality of passages 240 of the substrate holder 100 are in fluid communication with the chamber 260, the chamber 260 being defined between the holder 100 and the holder support 204, and (3) A system 300 (FIG. 11) that includes a substrate holder support 304, in which one or more passages 340 in the holder 100 allow gas to flow outside the chamber 260 within the lower reactor chamber 4. And the system 300 arranged to discharge downward. Those skilled in the art will appreciate from the teachings herein that these embodiments provide somewhat different advantages from each other. System 140 appears to be most effective for autodoping. The reason is that there are a relatively large number of passages 118 and 120 through which outwardly diffusing dopant atoms can be pushed down into the lower chamber 4. System 200 appears to be most effective for backside deposition. This is because only the outflow path for the inert gas injected into the holder support portion 204 is radially outward from the ring 110 of the spacer blade 124, so that the reaction gas moves downward around the substrate edge 17. The flow can be better suppressed. Further, the base 251 of the holder support portion 204 covers all the lower end portions 244 of the plurality of passages 240 of the holder 100, so that the reaction gas in the lower reactor chamber 4 passes through such passages upwardly on the substrate back surface. 154 is prevented from flowing.

基板支持システム140および200と比較して、基板支持システム300は、いくつかの実施において、裏面堆積およびオートドーピングを抑制する2つの目的をさらに効果的に釣り合わせることができる。システム140と比較して、システム300は、さらに効果的に裏面堆積を抑制すると思われる。これは、(1)隙間領域152内の不活性ガスが下方に下部リアクタチャンバ4内に流れ得るホルダ100の通路がより少数であり、不活性ガスが基板縁17の周りを上方へより流れやすく、反応ガスの下方への縁17の周りにおける流れを抑制すること、および(2)ホルダ支持部304のベース251は、チャンバ4内の反応ガスが、ホルダ100の通路内から基板裏面154に上方に流れることを実質的に妨げることによる。システム200と比較して、システム300は、さらに効果的にオートドーピングを抑制すると思われる。これは、ドーパント原子が下方へチャンバ4内に押し流され得る少なくとも1つの通路340が存在することによる。   Compared to substrate support systems 140 and 200, substrate support system 300 can more effectively balance the two objectives of suppressing backside deposition and autodoping in some implementations. Compared to system 140, system 300 appears to more effectively suppress backside deposition. This is because (1) there are fewer passages of the holder 100 in which the inert gas in the gap region 152 can flow downward into the lower reactor chamber 4, and the inert gas more easily flows upward around the substrate edge 17. (2) the base 251 of the holder support 304 is configured so that the reaction gas in the chamber 4 is moved upward from the passage of the holder 100 to the substrate back surface 154. By substantially impeding the flow. Compared to system 200, system 300 appears to more effectively suppress autodoping. This is due to the presence of at least one passage 340 through which dopant atoms can be swept down into the chamber 4.

ここに説明し図示した方法は、ここに説明するステップの正確な順序に限定されない。全てのステップを行うことに必ずしも限定しない。本発明の実施形態および方法を実施する際に、ステップまたはイベントを他の順序で行う、またはステップの全てを行わない、あるいはステップを同時に行ってもよい。   The methods described and illustrated herein are not limited to the exact order of steps described herein. It is not necessarily limited to performing all the steps. In practicing the embodiments and methods of the present invention, the steps or events may be performed in other orders, or not all of the steps may be performed, or the steps may be performed simultaneously.

さらに、異なる実施形態により種々の特徴を入れ替え得ることを、当業者は理解するだろう。同様に、当業者は、上述の種々の特徴およびステップと、他の既知のこのような各特徴またはステップの均等物とを組み合わせ適合させて、ここに記載した原理による方法を行い得る。   Moreover, those skilled in the art will appreciate that various features may be interchanged with different embodiments. Similarly, one of ordinary skill in the art can perform the methods according to the principles described herein by combining and adapting the various features and steps described above and other known equivalents of each such feature or step.

ある実施形態および例に関連して本発明を開示してきたが、本発明が、特に開示した実施形態を超えて、他の代替実施形態および/または使用、ならびに明らかな変更および均等物に及ぶことを、当業者は理解するだろう。したがって、本発明は、本明細書における好ましい実施形態の特定の開示に限定するものではない。   While the invention has been disclosed in connection with certain embodiments and examples, the invention extends beyond the specifically disclosed embodiments to other alternative embodiments and / or uses and obvious modifications and equivalents. Will be understood by those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the specific disclosures of preferred embodiments herein.

基板ホルダに基板を支持した例示的な反応チャンバの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an exemplary reaction chamber that supports a substrate on a substrate holder. 本発明の一実施形態に係る基板ホルダの上部斜視図である。It is a top perspective view of the substrate holder concerning one embodiment of the present invention. 図2の基板ホルダの底部斜視図である。FIG. 3 is a bottom perspective view of the substrate holder of FIG. 2. 図2の4−4線に沿った、図2の基板ホルダの部分断面図である。FIG. 4 is a partial sectional view of the substrate holder of FIG. 2 taken along line 4-4 of FIG. 図2の矢印5で示した、図2の基板ホルダの一部分の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part of the substrate holder of FIG. 2 indicated by an arrow 5 in FIG. 2. 本発明の他の実施形態に係る基板ホルダの一部分の平面図である。It is a top view of a part of substrate holder concerning other embodiments of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る基板支持システムの平面図である。1 is a plan view of a substrate support system according to a first embodiment of the present invention. 図7の8−8線に沿った、図7の基板支持システムの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the substrate support system of FIG. 7 taken along line 8-8 of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る基板支持システムの側方断面図である。It is a sectional side view of the board | substrate support system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図9の基板支持システムの基板ホルダ支持部の平面図である。It is a top view of the substrate holder support part of the substrate support system of FIG. 本発明の第3の実施形態に係る基板支持システムの側方断面図である。It is side sectional drawing of the board | substrate support system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

Claims (50)

基板支持システムであって、
基板を保持するための基板ホルダと、
ガス輸送器の出口と係合して、前記ガス輸送器からのガスの流れを促進するように適合された入口を有する中空支持部材と、
を備え、
前記基板ホルダは、
上面、下面、および前記上面から前記下面に延びる複数の開口した通路を有する中央部と、
前記中央部から上方へ延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する少なくとも1つのスペーサーであって、当該少なくとも1つのスペーサーの上部支持面は、隙間領域が前記中央部の上面と前記基板の底面との間に存在するように、前記基板周縁部を支持するように形成される少なくとも1つのスペーサーと、
を含み、
前記中空支持部材は、前記基板ホルダの前記中央部の下面を支持するように適合された1つまたはそれ以上の開口上端部を有し、当該1つまたはそれ以上の開口上端部は、前記基板ホルダの前記中央部の複数の通路の1つまたはそれ以上の通路の下端部内に上方へガスを輸送するように形成され、前記複数の通路の少なくとも1つの通路は、前記中空支持部材外の領域に開口下端部を有する基板支持システム。
A substrate support system,
A substrate holder for holding the substrate;
A hollow support member having an inlet adapted to engage a gas transporter outlet to facilitate the flow of gas from the gas transporter;
With
The substrate holder is
A central portion having an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface;
At least one spacer having an upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion, wherein the upper support surface of the at least one spacer has a gap region of the central portion; At least one spacer formed to support the periphery of the substrate such that it exists between a top surface and a bottom surface of the substrate;
Including
The hollow support member has one or more open upper ends adapted to support the lower surface of the central portion of the substrate holder, wherein the one or more open upper ends are the substrate Formed in the lower end of one or more of the plurality of passages in the central portion of the holder to transport gas upward, wherein at least one of the passages is a region outside the hollow support member A substrate support system having a lower end opening.
前記基板ホルダの中央部の上面は、凹状である請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein an upper surface of a central portion of the substrate holder is concave. 前記基板ホルダの中央部の上面は、概ね平坦である請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein an upper surface of a central portion of the substrate holder is substantially flat. 前記少なくとも1つのスペーサーは、複数のスペーサーを含み、当該複数のスペーサーは、前記基板ホルダの中央部の周囲を取り囲む請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein the at least one spacer includes a plurality of spacers, and the plurality of spacers surround a periphery of a central portion of the substrate holder. 前記基板ホルダは、サセプタを含む請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein the substrate holder includes a susceptor. 前記ガス輸送器は、実質的に垂直な中空の管を含み、前記ガス輸送器の出口は、前記管の開口した上方端部を含む請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system of claim 1, wherein the gas transporter includes a substantially vertical hollow tube, and the outlet of the gas transporter includes an open upper end of the tube. 前記隙間領域は、実質的に均一な高さである請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein the gap region has a substantially uniform height. 前記中空支持部材の入口は、前記ガス輸送器が垂直軸線周りを回転することによって、前記ガス輸送器とともに前記中空支持部材および基板ホルダが回転するように、前記ガス輸送器の出口と係合するように形成される請求項1に記載の基板支持システム。   The inlet of the hollow support member engages the outlet of the gas transporter such that the hollow transport member and the substrate holder rotate with the gas transporter by rotating the gas transporter about a vertical axis. The substrate support system of claim 1, formed as described above. 前記中空支持部材は、前記基板ホルダが前記中空支持部材に載ると、前記基板ホルダの複数の通路の1つまたはそれ以上の通路にガスを導くように形成される請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support according to claim 1, wherein the hollow support member is formed to guide gas to one or more passages of the plurality of passages of the substrate holder when the substrate holder is placed on the hollow support member. system. 前記少なくとも1つのスペーサーは、相互に間隔をおいてかつ概ね平行に配置された複数の羽根からなるリングを含み、前記各羽根は、前記複数の羽根からなるリングの中心に対して角度をつけられている請求項1に記載の基板支持システム。   The at least one spacer includes a ring of a plurality of vanes spaced apart and generally parallel to each other, each vane being angled with respect to a center of the ring of the plurality of vanes. The substrate support system of claim 1. 前記羽根は、まっすぐである請求項10に記載の基板支持システム。   The substrate support system of claim 10, wherein the blades are straight. 前記羽根は、湾曲している請求項10に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 10, wherein the blade is curved. 前記少なくとも1つのスペーサーは、複数のスペーサーを含み、前記スペーサーの上部支持面が前記基板周縁部を支持しているとき、前記中空支持部材および基板ホルダが垂直中心軸線周りを第1の回転方向に回転することによって、前記スペーサーが、前記スペーサー同士の間における径方向内側へのガスの流れを実質的に妨げ、また、前記中空支持部材および基板ホルダが垂直中心軸線周りを第2の回転方向に回転することによって、前記スペーサーが、前記スペーサー同士の間における径方向外側へのガスの流れを実質的に妨げ、前記第2の回転方向は、前記第1の回転方向と逆である請求項1に記載の基板支持システム。   The at least one spacer includes a plurality of spacers, and when the upper support surface of the spacer supports the peripheral edge of the substrate, the hollow support member and the substrate holder are arranged around the vertical central axis in the first rotation direction. By rotating, the spacer substantially hinders the flow of gas inward in the radial direction between the spacers, and the hollow support member and the substrate holder move around the vertical central axis in the second rotational direction. 2. The rotation causes the spacer to substantially prevent a gas flow outwardly in a radial direction between the spacers, and the second rotation direction is opposite to the first rotation direction. A substrate support system according to claim 1. 前記中空支持部材は、中空本体と、前記中空本体から概ね径方向外側かつ上方へ延びる複数の管とを含み、前記中空支持部材の入口は、概ね前記中空本体の下面または端部に配置され、前記中空支持部材の1つまたはそれ以上の開口上端部は、前記管の上端部を含む請求項1に記載の基板支持システム。   The hollow support member includes a hollow main body and a plurality of tubes extending generally radially outward and upward from the hollow main body, and an inlet of the hollow support member is disposed substantially at a lower surface or an end of the hollow main body, The substrate support system according to claim 1, wherein one or more open upper ends of the hollow support members include the upper end of the tube. 前記通路は、複数の通路からなる第1、第2、および第3のセットからなり、当該第1のセットの複数の通路は、前記管の上端部からガスを受け入れるように形成され、前記第2のセットの複数の通路は、前記複数の通路からなる第1のセットの径方向内側にあり、前記複数の通路からなる第3のセットの通路は、前記複数の通路からなる第1のセットの径方向外側にあり、前記第2のセットの各通路は、前記通路の下端部の径方向外側にある上端部を含み、前記第3のセットの各通路は、前記通路の下端部の径方向内側にある上端部を有する請求項14に記載の基板支持システム。   The passage includes a first set, a second set, and a third set of a plurality of passages, and the plurality of passages of the first set are formed to receive gas from an upper end portion of the pipe, and The plurality of sets of passages are radially inward of the first set of the plurality of passages, and the third set of passages of the plurality of passages are the first set of the plurality of passages. Each of the passages of the second set includes an upper end portion that is radially outward of a lower end portion of the passage, and each of the passages of the third set has a diameter of a lower end portion of the passage. The substrate support system according to claim 14, wherein the substrate support system has an upper end portion located on an inner side in the direction. 前記複数の管は、3本の管からなる請求項14に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 14, wherein the plurality of tubes includes three tubes. 前記管の各上端部は、前記基板ホルダの中央部の下面の対応の凹所内に受け入れられるように形成され、前記対応の凹所は、前記基板ホルダの中央部の複数の通路の少なくとも1つの通路の下端部を含む請求項14に記載の基板支持システム。   Each upper end of the tube is formed to be received in a corresponding recess in the lower surface of the central portion of the substrate holder, the corresponding recess being at least one of a plurality of passages in the central portion of the substrate holder. The substrate support system of claim 14, comprising a lower end of the passage. 前記中空支持部材の1つまたはそれ以上の開口上端部は、環状の壁により画定される1つの開口端部からなり、前記環状の壁は、前記基板ホルダを固定式に支持するように形成された上縁を有する請求項1に記載の基板支持システム。   One or more open upper ends of the hollow support member comprise a single open end defined by an annular wall, the annular wall being formed to support the substrate holder in a fixed manner. The substrate support system of claim 1, further comprising an upper edge. 前記中空支持部材は、概ね水平のベース部材および前記環状の壁を含み、前記環状の壁は、前記ベース部材から上方へ延びる請求項18に記載の基板支持システム。   The substrate support system of claim 18, wherein the hollow support member includes a generally horizontal base member and the annular wall, the annular wall extending upward from the base member. 前記1つの開口端部は、前記複数の通路の少なくとも9つの通路の下端部にガスを供給する請求項18に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 18, wherein the one open end portion supplies gas to a lower end portion of at least nine passages of the plurality of passages. 前記複数の通路の下端部の少なくとも1つの下端部は、前記環状の壁の径方向外側に配置される請求項18に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 18, wherein at least one lower end portion of the lower end portions of the plurality of passages is disposed on a radially outer side of the annular wall. 前記基板ホルダは、前記少なくとも1つのスペーサーを取り囲む環状の肩部をさらに含む請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein the substrate holder further includes an annular shoulder surrounding the at least one spacer. 前記複数の通路は、9から250の通路からなる請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, wherein the plurality of passages includes 9 to 250 passages. 前記基板ホルダの中央部の下面の通路の密度は、1cmあたり0.01から3.0である請求項1に記載の基板支持システム。 2. The substrate support system according to claim 1, wherein a density of a passage on a lower surface of a central portion of the substrate holder is 0.01 to 3.0 per 1 cm 2 . 前記ガス輸送器をさらに含む請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system according to claim 1, further comprising the gas transporter. 前記中空支持部材の入口は、実質的に流体密式にガス輸送器の前記出口と係合するように適合され、前記中空支持部材の1つまたはそれ以上の開口上端部は、前記基板ホルダの中央部の複数の通路の1つまたはそれ以上の通路内に上方へ実質的に流体密式にガスを輸送するように適合されている請求項1に記載の基板支持システム。   The inlet of the hollow support member is adapted to engage the outlet of the gas transporter in a substantially fluid-tight manner, and one or more open upper ends of the hollow support member are formed on the substrate holder. The substrate support system of claim 1, wherein the substrate support system is adapted to transport gas upward substantially fluid tightly into one or more of the central plurality of passages. 前記複数の通路の1つまたはそれ以上の通路は、垂直に対して角度をつけた向きにされる請求項1に記載の基板支持システム。   The substrate support system of claim 1, wherein one or more of the plurality of passages is oriented at an angle with respect to vertical. 基板支持システムであって、
基板を保持するための基板ホルダと、
中空支持スパイダーと、
を備え、
前記基板ホルダは、
上面、下面、および前記上面から前記下面に延びる複数の通路を有する中央部と、
前記中央部から上方へ延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する複数のスペーサーと、
を含み、
前記スペーサーの上部支持面は、前記中央部の上面と前記基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、前記基板周縁部に行うように形成され、
前記中空支持スパイダーは、
前記ガス輸送器からのガスの流れを促進するために、ガス輸送器の出口と係合するように適合された入口を有する前記中空マニホールドと、
前記マニホールドの概ね径方向外側かつ上方に延びる複数の中空アームと、
を含み、
前記中空アームは、前記マニホールドからのガスの流れを受け入れるように形成され、また、前記基板ホルダの中央部の下面を支持するように適合された、開口上端部を有し、前記中空アームの開口上端部は、前記基板ホルダの中央部の複数の通路のサブセット内に上方へガスを輸送するように形成される基板支持システム。
A substrate support system,
A substrate holder for holding the substrate;
A hollow support spider,
With
The substrate holder is
A central portion having an upper surface, a lower surface, and a plurality of passages extending from the upper surface to the lower surface;
A plurality of spacers having an upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion;
Including
The upper support surface of the spacer is formed to support the peripheral edge of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate.
The hollow support spider is
The hollow manifold having an inlet adapted to engage an outlet of the gas transport to facilitate the flow of gas from the gas transport;
A plurality of hollow arms extending generally radially outward and upward of the manifold;
Including
The hollow arm is configured to receive a gas flow from the manifold and has an open top end adapted to support a lower surface of a central portion of the substrate holder, and the hollow arm opening. A substrate support system, wherein the upper end is configured to transport gas upward into a subset of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder.
前記中央部の下面は、複数の凹所を含み、各凹所は、前記アームの上端部の一つを受け入れるような大きさおよび形状であり、前記通路の少なくとも1つの通路の下端部を含む請求項28に記載の基板支持システム。   The lower surface of the central portion includes a plurality of recesses, and each recess is sized and shaped to receive one of the upper end portions of the arm and includes a lower end portion of at least one passage of the passage. 29. A substrate support system according to claim 28. 基板支持システムであって、
基板を保持するための基板ホルダと、
中空支持部材と、
を備え、
前記基板ホルダは、
上面、下面、および前記上面から前記下面に延びる複数の開口した通路を有する概ね平坦な中央部と、
前記中央部から上方へ延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する複数のスペーサーと、
を含み、
前記スペーサーの上部支持面は、前記中央部の上面と前記基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、前記基板周縁部に行うように形成され、
前記中空支持部材は、
前記ガス輸送器から前記中空支持部材内へのガスの流れを促進するような、ガス輸送器の出口との係合をするように適合された入口を有する下部ベース部材と、
前記ベース部材から上方へ延びる環状の壁と、
を含み、
前記環状の壁は、前記基板ホルダの底面を支持するように形成された上縁を具え、その結果、前記環状の壁内のかつ前記ベース部材と前記基板ホルダの底面との間のガスが、前記環状の壁の上縁と前記基板ホルダの底面との間を流れることが実質的に妨げられ、前記上縁は、前記中空支持部材の上部開口部を画定し、前記上部開口部は、ガスを上方へ、前記基板ホルダの中央部の複数の通路の少なくとも9本の通路の下端部内へ輸送するように形成された基板支持システム。
A substrate support system,
A substrate holder for holding the substrate;
A hollow support member;
With
The substrate holder is
A generally flat central portion having an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface;
A plurality of spacers having an upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion;
Including
The upper support surface of the spacer is formed to support the peripheral edge of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate.
The hollow support member is
A lower base member having an inlet adapted to engage with an outlet of a gas transporter to facilitate gas flow from the gas transporter into the hollow support member;
An annular wall extending upward from the base member;
Including
The annular wall includes an upper edge formed to support the bottom surface of the substrate holder so that a gas within the annular wall and between the base member and the bottom surface of the substrate holder is Flow is substantially prevented between the upper edge of the annular wall and the bottom surface of the substrate holder, the upper edge defining an upper opening of the hollow support member, the upper opening being a gas A substrate support system configured to transport the upper side upward into the lower end of at least nine of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder.
前記中空支持部材の上部開口部は、前記基板ホルダの底面の少なくとも大部分の下にある請求項30に記載の基板支持システム。   31. The substrate support system according to claim 30, wherein the upper opening of the hollow support member is below at least a majority of the bottom surface of the substrate holder. 前記基板ホルダの中央部の複数の通路の少なくとも1つの通路は、前記中空支持部材外の領域に開口した下端部を有する請求項30に記載の基板支持システム。   31. The substrate support system according to claim 30, wherein at least one of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder has a lower end portion opened to a region outside the hollow support member. 前記基板ホルダの中央部の複数の通路の全てが、前記中空支持部材の内側に開口した下端部を有する請求項30に記載の基板支持システム。   31. The substrate support system according to claim 30, wherein all of the plurality of passages in the central portion of the substrate holder have a lower end portion that opens to the inside of the hollow support member. 基板を保持するための基板ホルダであって、
上面、下面、前記上面から前記下面に延びる複数の開口した通路の第1のセット、および前記上面から、前記下面内の複数の凹所の一つへそれぞれ延びる複数の開口した通路の第2のセットを有する中央部と、
前記中央部から上方へ延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有する複数のスペーサーと、
を備え、
各凹所は、中空支持部材の管状のアームの対応する複数の上端部の一つを受け入れるように適合され、前記上端部は、前記中央部を支持しガスを前記複数の通路の第2のセット内に上方へ輸送するように形成され、
前記スペーサーの上部支持面は、前記中央部の上面と前記基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、前記基板周縁部に対して行うように形成される、基板ホルダ。
A substrate holder for holding a substrate,
A first set of open passages extending from the upper surface to the lower surface; and a second set of open passages extending from the upper surface to one of the recesses in the lower surface, respectively. A central portion having a set;
A plurality of spacers having an upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion;
With
Each recess is adapted to receive one of a corresponding plurality of upper ends of the tubular arms of the hollow support member, the upper ends supporting the central portion and allowing gas to pass through a second of the plurality of passages. Formed to transport upward in the set,
The upper support surface of the spacer is a substrate holder that is formed so as to support the periphery of the substrate such that a gap region exists between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate.
基板処理中に基板を支持するように形成された基板ホルダを支持するための中空支持部材であって、当該中空支持部材は、
中空の管から前記中空支持部材内に上方へのガスの流れを促進するように、前記管の上方端部と係合するように適合された下部入口を有するベース部材と、
前記ベース部材から上方に延びる環状の壁と、
を備え、
前記環状の壁は、前記基板ホルダの底面を支持するように形成された上縁を有し、その結果、前記環状の壁内のかつ前記ベース部材と前記基板ホルダの底面との間のガスが、前記環状の壁の上縁と前記基板ホルダの底面との間を流れることが実質的に妨げられ、前記上縁は、前記中空支持部材の上部開口部を画定し、前記上部開口部は、前記基板の大きさの少なくとも70%の領域を画定する、中空支持部材。
A hollow support member for supporting a substrate holder formed to support a substrate during substrate processing, the hollow support member,
A base member having a lower inlet adapted to engage the upper end of the tube to facilitate upward gas flow from a hollow tube into the hollow support member;
An annular wall extending upward from the base member;
With
The annular wall has an upper edge formed to support the bottom surface of the substrate holder so that gas within the annular wall and between the base member and the bottom surface of the substrate holder can be obtained. , Substantially preventing flow between an upper edge of the annular wall and a bottom surface of the substrate holder, the upper edge defining an upper opening of the hollow support member, the upper opening being A hollow support member defining an area of at least 70% of the size of the substrate.
基板処理方法であって、
概ね平坦な中央部および複数のスペーサーを含む基板ホルダを設けるステップであって、前記中央部は、上面、下面、および前記上面から前記下面に延びる複数の通路を有し、前記スペーサーは、前記中央部から上方に延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有し、前記スペーサーの上部支持面は、前記中央部の上面と前記基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を基板周縁部に行うように形成された、ステップと、
前記スペーサーの上部支持面が前記基板周縁部を支持するように、前記基板を前記基板ホルダに載せるステップと、
ガスが前記隙間領域内へ流れるように、ガスの上方への流れを直接、前記複数の通路から選択された1つまたはそれ以上の通路の下端部内へ導くステップと、
基板ホルダの残りの1つまたはそれ以上の通路の開口した下端部を放置しておくステップと、
を含む基板処理方法。
A substrate processing method comprising:
Providing a substrate holder including a generally flat central portion and a plurality of spacers, the central portion having an upper surface, a lower surface, and a plurality of passages extending from the upper surface to the lower surface, wherein the spacer includes the center; An upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion, and the upper support surface of the spacer has a gap region between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate A step formed to provide support to the peripheral edge of the substrate;
Placing the substrate on the substrate holder such that the upper support surface of the spacer supports the peripheral edge of the substrate;
Directing an upward flow of gas directly into a lower end of one or more passages selected from the plurality of passages such that gas flows into the gap region;
Leaving the open lower end of the remaining one or more passages of the substrate holder; and
A substrate processing method.
前記基板の上方に反応ガスを概ね水平に流すステップをさらに含み、
ガスを上方へ流すステップは、前記反応ガスが前記基板上方を流れるのと同時に、不活性ガスを直接前記1つまたはそれ以上の選択された複数の通路の前記下端部内に上方へ流すステップを含む請求項36に記載の方法。
Further comprising flowing a reaction gas substantially horizontally above the substrate;
Flowing the gas upward includes flowing an inert gas directly into the lower end of the one or more selected passages simultaneously with the reaction gas flowing over the substrate. 37. A method according to claim 36.
1つまたはそれ以上の管状アームを設けるステップと、
前記選択された複数の通路の一つの通路の真下に各アームの上端部を配置するステップと、
前記ガスを各管状アーム内に上方へ導くステップと、
をさらに含む請求項36に記載の方法。
Providing one or more tubular arms;
Disposing an upper end portion of each arm directly below one of the plurality of selected passages;
Directing the gas upward into each tubular arm;
37. The method of claim 36, further comprising:
ベース部材と、当該ベース部材から上方に延びる管状構造体とを備える中空支持部材を設けるステップと、
前記中空支持部材を前記基板ホルダの下に配置するステップと、
をさらに含み、
前記環状構造体は、上縁を有し、当該上縁は、前記上縁と前記基板ホルダの下面との間の境界面に渡って流体の流れを制限するように形成される請求項36に記載の方法。
Providing a hollow support member comprising a base member and a tubular structure extending upward from the base member;
Disposing the hollow support member under the substrate holder;
Further including
37. The annular structure according to claim 36, wherein the annular structure has an upper edge, and the upper edge is formed to restrict fluid flow across an interface between the upper edge and a lower surface of the substrate holder. The method described.
前記中央部の複数の通路の少なくとも1つの通路が、下方に流入するガス流を前記中空支持部材の外側の領域内に導くように配置された底部開口部を有するように、前記環状構造体を配置するステップをさらに含む請求項39に記載の方法。   The annular structure such that at least one of the plurality of passages in the central portion has a bottom opening arranged to guide a downwardly flowing gas flow into a region outside the hollow support member. 40. The method of claim 39, further comprising the step of placing. 前記中空支持部材を配置するステップは、前記基板ホルダの中央部の下面と前記上縁とを係合させるステップを含む請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein positioning the hollow support member comprises engaging a lower surface of a central portion of the substrate holder with the upper edge. ガスの第2の流れを、前記基板ホルダの中央部の下面の概ね下かつそれと平行に導くステップをさらに含む請求項36に記載の方法。   37. The method of claim 36, further comprising directing a second flow of gas generally below and parallel to the lower surface of the central portion of the substrate holder. 前記スペーサーは、間隔をおいて配置された複数の羽根からなる環状のリングを含み、当該複数の羽根は、相互に概ね平行であり、かつ前記基板の径方向に対して角度が付けられており、前記方法は、前記基板ホルダを中央垂直軸線の周りに回転させるステップをさらに含む請求項36に記載の方法。   The spacer includes an annular ring composed of a plurality of spaced blades, the blades being generally parallel to each other and angled with respect to the radial direction of the substrate. 40. The method of claim 36, wherein the method further comprises rotating the substrate holder about a central vertical axis. 前記基板ホルダ回転ステップは、前記羽根同士の間におけるガスの内側への流れを前記羽根が妨げる方向に、前記基板ホルダを回転させるステップを含む請求項43に記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the step of rotating the substrate holder comprises rotating the substrate holder in a direction in which the blades impede inward flow of gas between the blades. 基板を処理する方法であって、
概ね平坦な中央部および複数のスペーサーを含む基板ホルダを設けるステップであって、前記前記中央部は、上面、下面、および前記上面から前記下面に延びる複数の開口した通路を有し、前記スペーサーは、前記中央部から上方に延び、前記中央部の上面の上方に高くなった上部支持面を有し、前記スペーサーの上部支持面は、前記中央部の上面と前記基板の底面との間に隙間領域が存在するような支持を、基板周縁部に行うように形成されたステップと、
前記スペーサーの上部支持面が前記基板周縁部を支持するように、前記基板を前記基板ホルダに載せるステップと、
ベースと、当該ベースから上方へ延びる環状の壁とを有し、前記環状の壁が前記基板ホルダの底面と係合するように形成された上縁を有する中空支持部材を設けるステップと、
前記環状の壁を前記基板ホルダの底面と係合させるステップであって、当該係合は、前記複数の通路のいくつかの通路が、下方に流出するガスを前記中空支持部材内へ導くように配置された下端部を有し、かつ、前記複数の通路の少なくとも1つの通路が、下方に流出するガスを、前記中空支持部材の外側の領域内に導くように配置された下端部を有するように行われる、係合ステップと、
ガスの流れを直接前記中空支持部材の入口に導くステップと、
を含む方法。
A method of processing a substrate, comprising:
Providing a substrate holder including a generally flat central portion and a plurality of spacers, the central portion having an upper surface, a lower surface, and a plurality of open passages extending from the upper surface to the lower surface, An upper support surface extending upward from the central portion and raised above the upper surface of the central portion, the upper support surface of the spacer being a gap between the upper surface of the central portion and the bottom surface of the substrate A step formed so as to support the periphery of the substrate such that the region exists;
Placing the substrate on the substrate holder such that the upper support surface of the spacer supports the peripheral edge of the substrate;
Providing a hollow support member having a base and an annular wall extending upward from the base, the annular wall having an upper edge formed to engage the bottom surface of the substrate holder;
Engaging the annular wall with a bottom surface of the substrate holder, wherein the engagement is such that some of the plurality of passages guide gas flowing downward into the hollow support member. A lower end portion arranged, and at least one of the plurality of passages has a lower end portion arranged to guide a gas flowing out downward into a region outside the hollow support member. An engagement step performed on
Directing a gas flow directly to the inlet of the hollow support member;
Including methods.
処理ガスを前記基板の上面の上方に導くステップと、
前記中空支持部材の入口内にガスを導くように適合されたガスソースを設けるステップと、
前記ガスソースからのガスの圧力が、前記ガスソースからのガスにより基板が前記基板ホルダから持ち上がるような高さを超過することを妨げるステップと、
前記ガスソースからのガスの圧力を、前記ウエハの底面から外方拡散するドーパント原子が前記隙間領域から実質的に押し流されるような高さに設定するステップと、
をさらに含む請求項45に記載の方法。
Directing a process gas above the top surface of the substrate;
Providing a gas source adapted to direct gas into the inlet of the hollow support member;
Preventing the pressure of the gas from the gas source from exceeding a height such that the gas from the gas source lifts the substrate from the substrate holder;
Setting the pressure of the gas from the gas source to a height such that dopant atoms diffusing outwardly from the bottom surface of the wafer are substantially swept away from the gap region;
46. The method of claim 45, further comprising:
前記ガスの圧力を設定するステップは、前記ウエハの底面から外方拡散するドーパント原子が前記基板ホルダ複数の通路を通って前記隙間領域から実質的に押し流されるような高さに、前記圧力を設定するステップを含む請求項46に記載の方法。   The step of setting the pressure of the gas sets the pressure to such a height that dopant atoms that diffuse out from the bottom surface of the wafer are substantially swept away from the gap region through the plurality of passages of the substrate holder. 47. The method of claim 46, comprising the step of: 前記ガスの圧力を設定するステップは、前記ウエハの底面から外方拡散するドーパント原子が、前記基板の縁と前記基板ホルダの環状の肩部との間の厚みのない開口部を通って前記隙間領域から実質的に押し流されるような高さに、前記圧力を設定するステップを含む請求項46に記載の方法。   The step of setting the pressure of the gas includes the step of allowing the dopant atoms that diffuse out from the bottom surface of the wafer to pass through the opening having no thickness between the edge of the substrate and the annular shoulder of the substrate holder. 47. The method of claim 46, comprising setting the pressure to a height such that it is substantially swept away from the area. 前記ガスの圧力を設定するステップは、前記ウエハの底面から外方拡散するドーパント原子が、前記基板ホルダの複数の通路を通ってかつ前記基板の縁と前記基板ホルダの環状の肩部との間の開口部を通って、前記隙間領域から実質的に押し流されるような高さに前記圧力を設定するステップを含む請求項46に記載の方法。   The step of setting the pressure of the gas includes the step of allowing dopant atoms diffusing outwardly from the bottom surface of the wafer to pass through the plurality of passages of the substrate holder and between the edge of the substrate and the annular shoulder of the substrate holder. 47. The method of claim 46, further comprising the step of setting the pressure to a height such that the pressure is substantially swept away from the gap region through the opening. 処理ガスを前記基板の上面の上方に導くステップと、
前記中空支持部材の入口内にガスを導くように適合されたガスソースを設けるステップと、
前記ガスソースからのガスの圧力を、前記基板ホルダから前記基板が持ち上がることになる高さを超過しないような高さにするステップと、
前記ウエハの底面への処理ガスの堆積を抑制するために、前記ガスソースからのガスの圧力の高さを、前記基板の縁と前記基板ホルダの環状肩部との間を上方に前記隙間領域内にガスを流すような高さに設定するステップと、
を含む請求項45に記載の方法。
Directing a process gas above the top surface of the substrate;
Providing a gas source adapted to direct gas into the inlet of the hollow support member;
Setting the pressure of the gas from the gas source to a height that does not exceed a height at which the substrate will lift from the substrate holder;
In order to suppress the deposition of processing gas on the bottom surface of the wafer, the gap area is set such that the pressure of the gas from the gas source is high between the edge of the substrate and the annular shoulder of the substrate holder. A step of setting the height to flow gas inside,
46. The method of claim 45, comprising:
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